GÜRÜLTÜNÜN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ

Gürültü Kirliliği Gürültü Hayatı Çekilmez Hale Getiren Çok Önemli Bir Çevre Kirliliğidir. Gürültü insanların işitme sağlığını ve algılamasını olumsuz yönde etkileyen, fizyolojik ve psikolojik dengelerini bozabilen, iç performansını azaltan, çevrenin hoşluğunu ve sakinliğini yok ederek niteliğini değiştiren bir tür kirliliktir.

Sağlıklı  bir  insan  kulağı,  20 µPa ile  200 Pa arasında bulunan ses şiddetlerine duyarlıdır. Kulak bu geniş aralıkta rahatça duyar. 20 µPa şiddetindeki sese işitme eşiği, 200 Pa şiddetindeki sese de ağrı eşiği denir. 20 µPa, 0 dB’e; 200 Pa, 140 dB’e karşıt gelir.  Bu  nedenle desibel cinsinden 0  dB’e işitme eşiği, 140 dB’e de ağrı eşiği denir.  

TİTREŞİM Titreşim bir denge noktası etrafındaki mekanik salınımdır. Bu salınımlar bir sarkaçın hareketi gibi periyodik olabileceği gibi çakıllı bir yolda tekerleğin hareketi gibi rastgele de olabilir. Ses ve titreşim çalışmaları birbirleriyle oldukça yakın şekilde bağlantılıdır. Ses, basınç dalgaları, ses telleri gibi yapıları titreştirerek oluşturulur ve basınç dalgaları da kulak zarı gibi yapıların titreşimine sebep olur. Bu yüzden, gürültüyü azaltmaya çalışmak sıklıkla bir titreşimi azaltma problemidir.

Ses kaynaklarından çıkan ses, havada yayılarak kulağımıza kadar gelir ve kulak zarını titreştirir. Kulak zarındaki titreşimler kulağın iç kısımlarına iletilir. Bu titreşimler belirli bir ileti taşır. Bu iletiler beyne ulaştığında ses işitilmiş olur. Yunuslar yiyeceklerini ararken suda ses çıkarırlar. Bu sesler balık ya da balık sürüsüne çarparak geri döner. Böylece balıkların yerini öğrenen yunuslar avlanır. Yarasaların gözleri iyi göremez ancak kulakları çok iyi duyar. Yarasaların çıkardıkları sesler, çevredeki canlı ve cansız varlıklara çarparak geri döner. Böylece yarasalar varlıkların büyüklüklerini ve yerlerini algılar

FREKANS • Periyodik (yani eşit zaman aralıkları ile tekrarlanan) hareketlerde, hareketin birim zamandaki tekrar sayısı. • Hareketin bir kere tekrarı için geçen zamana ise periyod denir. • Frekans (f), periyod (T) harfleri ile gösterilir. • Frekans ile periyod arasında, f= 1/T (veya f.T= 1) bağıntısı vardır. Frekansın birimi, titreşim/saniyedir ki, bu da hertz (Hz)e eşittir. • Büyük frekansları ifade ederken kilohertz, megahertz gibi birimler de kullanılır. Ses de bir titreşim olayıdır. Duyulan sesin frekansı 20 ila 20.000 hertz arasındadır. • Frekansı 20’den küçük veya 20.000’den büyük olan sesleri insan kulağı duyamaz. • Memleketimizde kullanılan alternatif akım, saniyede 50 defa yön değiştirir. Yani akımın frekansı 50 Hz’dir. ABD’de ise alternatif akımın frekansı 60 Hz’dir. • Frekans ölçen aletlere frekansmetre adı verilir. Yaprak yaylı frekansmetre ile alternatif akımın frekansı ölçülebilir.

GENLİK: Bir dalga tepesi ile dalga çukuru arasındaki mesafenin yarısına denir. Ses dalgalarının genliği arttıkça sesin enerjisi ve şiddeti artar. Genliği fazla olan ses dalgalarının oluşturduğu sese şiddetli ses denir. Ses dalgalarının genliği azaldıkça sesin enerjisi ve şiddeti azalır. Genliği az olan ses dalgalarının oluşturduğu sese zayıf ses denir.

DALGA BOYU • Yayılan bir dalganın tekrarlanan birimleri arasındaki mesafe. • Okyanus biliminde ise arka arkaya gelen iki dalganın en yüksek noktaları arasındaki metre türünden mesafeye dalga boyu denir. İlk defa 1803 senesinde Thomas Young keşfetmiş daha sonra da Einstein ispatlamıştır. • Dalga boyu, bir dalga örüntüsünün tekrarlanan birimleri arasındaki mesafedir. • Yaygın olarak Yunanca lamda (λ) harfi ile gösterilmektedir. • Dalgaboyu frekans ile ters orantılıdır, dolayısıyla dalgaboyu uzadıkça frekans azalır.

1. Noktasal gürültü kaynakları Gürültü kaynağı ile gürültüden etkilenen hassas durumdaki alıcı arasındaki mesafenin kaynağın en büyük boyutunun 2 katından büyük olduğu durumda değerlendirilen kaynak noktasal kaynak olarak ele alınmaktadır. (TS ISO 9613-2) Diğer bir deyişle, boyutları ürettiği sesin dalga boyundan çok büyük olan ve her yöne eşit olarak dağıtım yapan (küresel) kaynaklardır. Fiziksel açıdan sabit veya statik olabilirler. Bir yörede yer alan ve alıcılara yeterince uzak olan bir tek eğlence yeri bu gruba örnek verilebilir. 2. Çizgisel gürültü kaynakları Birden fazla noktasal kaynağın aynı doğrultu üzerinde yan yana bulunması durumu ile oluşan kaynak çizgisel kaynak olarak ele alınmaktadır. Alıcının konumu, alıcı ile kaynak arasındaki mesafe ve kaynak uzunluğuna bağlı olarak işlek bir yol, yan yana yer alan ve aynı alıcıyı etkileyen çok sayıdaki eğlence yerleri bu gruba örnek verilebilir. 3. Alansal (düzlemsel) gürültü kaynakları Bir düzlem üzerinde yer alan gürültü kaynakları alansal kaynak olarak ele alınmaktadır. Alıcı noktaya yakın olan bir eğlence yeri bu gruba örnek verilebilir. 

SES ŞİDDETİ • Sesin zayıf veya kuvvetli olmasına (uzaktan veya yakından duyulabilme özelliğine) sesin şiddeti veya gürlük denir. • Ses şiddeti, sesin şiddetli veya zayıf işitilmesini (uzaktan veya yakından duyulabilmesini) sağlar.  • Sesin şiddeti, ses dalgalarının enerjisine ve genliğine bağlı olup bunlarla doğru orantılıdır.  • Ses dalgalarının genliği arttıkça sesin enerjisi ve sesin şiddeti artar. Genliği fazla olan ses dalgalarının oluşturduğu sese şiddetli ses denir. • Ses dalgalarının genliği azaldıkça sesin enerjisi ve sesin şiddeti azalır. Genliği az olan ses dalgalarının oluşturduğu sese zayıf ses denir.  Ses şiddetinin ölçüsüne ses düzeyi denir ve ses düzeyi birimi desibel (dB) dir.  Çevrede bulunan ses kaynaklarının ürettiği ses dalgalarının şiddeti ses şiddetinin ölçüsüne yani ses düzeyine bakılarak belirlenir.

1- İnsan kulağının işitebileceği en düşük ses düzeyine eşik şiddeti veya işitme eşiği denir. İnsanlar için eşik şiddeti düzeyi 0 dB’dir.  2- İnsan kulağı, 0–120 dB aralığındaki sesleri işitebilir. 3- Düzeyi 0–60 dB arasındaki sesler insan kulağını rahatsız etmez. 4- Düzeyi 60 dB’den fazla olan seslere gürültü denir. Gürültü, düzensiz frekanslı seslerdir. 5- Konuşma sesi düzeyi 30–60 dB’dir 6- Ses düzeyi 60–120 dB aralığındaki ortamlarda uzun süre kalma işitme sorunlarına yol açar. 7- Genelde ses düzeyi 120 dB üzerindeki sesler insan kulağına zarar verir.

Bir sesin şiddeti iki katına çıkarsa; 2’nin ondalık logaritması 0,3 ve desibel=10 bel olduğundan dB cinsinden artma 3 dB olur. Yani aynı cins ve güçte 1 kaynak χ dB gürültü oluşturuyorsa 2 kaynak χ + 3 dB 4 kaynak χ + 6 dB 8 kaynak χ + 9 dB gürültü oluşturur.

DESİBEL • Sesin seviyesini ölçmede kullanılan birim Desibel’dir ve kısaca dB olarak yazılır. İnsan kulağı inanılmaz şekilde hassas olduğundan bu dB ölçüsü de biraz tuhaftır. • Kulağımız en hafif bir yaprak hışırtısından, jet motorunun yüksek sesine kadar her şeyi işitebilir. Halbuki jet motorunun sesi insanın işitebileceği yumuşak bir fısıldamadan bir trilyon kat daha fazladır. • İnsan kulağı aralarında bir dB fark olan sesleri bile ayırt edebilir. • Desibel seviyesi matematik dilinde “eksponenşıl” denilen şekilde (aynen deprem ölçüsü ‘rihter’de de olduğu gibi) katlanarak artar. • İnsan kulağının işitebileceği en düşük ses seviyesi yani sessizlik O (sıfır) dB’dir. • Bu seviyenin 10 kat fazlası 10 dB, 100 kat fazlası 20 dB, 1000 kat fazlası 30 dB’dir ve böyle artarak gider. 

dB(A), dB(B), dB(C) Nedir ? Ortamlarda oluşan ses seviyelerini objektif olarak değerlendirebilmek için ölçüm aletlerine (mikrofon) filtreler takılmış ve bu filtreler ile çeşitli frekans değerlerindeki ses seviyeleri farklı olarak kaydedilmiştir. Bu ölçümlerde kullanılan 3 tip filtre vardır; A, B ve C. Bu filtrelere göre ses seviyesi dB(A), dB(B) ve dB(C) cinsinden ifade edilebilir. dB(A) : En çok kullanılan yöntemdir. 1 kHz frekans da 40dB lik eşses eğrisinin tersine karşılık gelir. 1 khz frekansta belirlenmiş olduğu için çok yüksek ve çok düşük frekanslardaki seslere duyarlı değildir ve bu frekanslardaki sesler için kullanılmaz. Ancak insan kulağının duyarlı olduğu ses frekansları düşünüldüğünde en uygun ölçüm yönteminin A tipi filtreler ile yapılan ölçümler olduğu görülür. Bu açıdan hemen hemen bütün cihazların teknik özelliklerinde ..dB/...dB(A) ibaresini görülmektedir. Burada önemli olan ve esas alınması gereken değer dB(A) için verilen değerdir. dB(B) : dB(A) ve dB(C) arasında kalır ve kullanımı çok yaygın değildir. dB(C) : Bu ölçünün oluşturduğu eğri dB(A) eğrisine göre daha doğrusaldır ve bu yüzden çok yüksek ses frekanslarında kullanılır. Orta ve düşük ses frekanslarında sağlıklı ölçüm yapılamaz.

L10, toplam gürültü, ölçüm süresinin %10‟u kadar bir süre içinde aşılan gürültü seviyesini gösterir. Geri kalan %90‟lık sürede, gürültü seviyesi bu seviyenin altında kalmıştır. Bu parametre, ölçülen gürültünün maksimum seviyesi hakkında bilgi içerir. L50, toplam gürültü, ölçüm süresinin %50‟si kadar bir süre içinde aşılan gürültü seviyesini gösterir. Bu parametre, ölçümü yapılan çevresel gürültünün ortalama seviyesi hakkında bilgi içerir. L90, toplam gürültü, ölçüm süresinin %90‟ı kadar bir süre içinde aşılan gürültü seviyesini gösterir. Geri kalan %10‟luk sürede, gürültü seviyesi bu seviyenin altında kalmıştır. Bu parametre, ölçümü yapılan çevresel gürültünün arka plan seviyesi hakkında bilgi içerir. Özellikle trafik gürültüsü seviyeleri olarak bilinen Ll0, L50, L90 gibi gürültü değerlerinin tespiti, gerek Uluslararası Standartlarda ve gerekse de Türk Standartlarında belirlenmesi gereken parametreler arasında gösterilmektedir. Çünkü trafik gürültüsü her zaman aynı seviyede olmayan, devamlılık gösteren ve bu devamlılıkta değişik pikleri bulunan, bu piklerin sıklığı, süresi ve şiddeti, istenmeyen gürültü kirlenmesi meydana getirdiğinden trafik gürültü seviyesi L10 (Level %10), L50 (Level %50), L90 (Level %90) olarak dB cinsinden ifade edilmektedir

Ses basıncı düzeyi (Lp) Gürültü kaynağına olan uzaklığa, ortamın akustik özelliğine ve gürültü kaynağının özelliklerine bağlı olarak değişir. Ses gücü düzeyi (Lw) Her cihaz için sabit olup literatürden ya da cihazın üreticisinden temin edilebilir

• Ses gücü seviyesinin bağlı olduğu noktalar: • Cihazın yeri • Çevresel koşullar • Ölçü alanından uzaklık

SES BASINCI DÜZEYİ

Eşdeğer gürültü seviyesi (Leq) Belli bir süre içinde seviyeleri değişim gösteren, genellikle A ağırlıklanmış ses seviyesi olarak ölçülen, gürültünün enerji açısından eşdeğeri olan sabit seviyeyi ifade eder. Ses Etkilenim Düzeyi (SEL, LE) Ölçülen sesin enerjisine sahip, 1 saniye süren sabit düzeyli sesin ses düzeyidir. Çok kısa süren ve birden yükseldikten sonra alçalan sesin değerlendirilmesinde kullanılır. dBA ile ölçülür.

Gündüz, Akşam ve Gece Eşdeğer Gürültü Düzeyleri Gündüz, akşam, gece gürültü göstergesi (Lgag): A ağırlıklı uzun dönem ses seviyesinin enerji ortalaması olup, günlük toplam rahatsızlığı ifade etmekte kullanılan etkilenim seviyesini,  Gündüz gürültü göstergesi (Lgündüz): A ağırlıklı uzun dönem ses seviyesinin enerji ortalaması olup, yılın gündüz sürelerinin tamamına göre belirlenen ve gündüz süresindeki rahatsızlığı ifade etmekte kullanılan etkilenim seviyesini,  Gece gürültü göstergesi (Lgece): A ağırlıklı uzun dönem ses seviyesinin enerji ortalaması olup, yılın gece sürelerinin tamamına göre belirlenen ve gece süresindeki uyku kaçırıcı rahatsızlığı ifade etmekte kullanılan etkilenim seviyesini, Gündüz, Akşam ve Gece Eşdeğer Gürültü Düzeyleri Gündüz Eşdeğer Gürültü Düzeyi (Lgündüz): 07:00 – 19:00 arası, 12 saat Akşam Eşdeğer Gürültü Düzeyi (Lakşam): 19:00 – 23:00 arası, 4 saat Gece Eşdeğer Gürültü Düzeyi (Lgece): 23:00 – 07:00 arası, 8 saat Gündüz – Akşam – Gece Eşdeğer Gürültü Düzeyi (Lgag): 24 saati kapsayan eşdeğer gürültü düzeyidir. Lgag= 10log {(1/24) [12x10^Lgündüz/10 + 4x10^(Lakşam+5)/10 + 8x10^(Lgece+10)/10]} Leq ≠ Lgag

GÜRÜLTÜ ÖLÇÜMÜ Ses basınç ölçerler Çevresel gürültü ölçümlerinde sahip oldukları geniş özelliklere bağlı olarak en çok kullanılan sistemlerdir. LAeq,T ölçebilmeli, TS 8535 e göre Tip 1 mikrofonu olmalı Standard frekans ağırlıkları IEC 61672-1’de belirtildiği gibi A ağırlıklı ve C ağırlıklı olmalı, Zaman ağırlıkları IEC 61672-1’de belirtildiği gibi F ağırlıklı ve S ağırlıklı olmalı, A ve C Frekans ağırlıklı, darbeli, dalgalı ve periyodik sesler için toplama ve ortalama işlemi yapabilmeli (IEC 804 e uygun), İstatistiksel dağılım (LAN,T ) vermeli Sürekli ölçüm/izleme sistemleri Uzun süreli ölçmelerde sabit mikrofon konumlarında otomatik olarak veya elle toplanan verileri modemler ve telefon hatları ile ana bilgisayara ileten sistemlerdir.  Dozimetreler (etki izleme analizi) Esasında bir ses basınç ölçerle benzer niteliklere sahip olan bu cihazlar gürültüden etkilenme analizinin tespitinde kullanılırlar. Gürültülü ortamlarda çalışanların üzerlerine, kulağa yakın bir yerde olacak şekilde takılarak ilgili kişinin belirlenen süre zarfında ne kadar gürültüye maruz kaldığını ölçen aletlerdir.