GÜRÜLTÜNÜN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ

... konulu sunumlar: "GÜRÜLTÜNÜN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ"— Sunum transkripti:

1 GÜRÜLTÜNÜN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ

2 Gürültünün tanımını yapacak olursak;
İnsanların işitme sağlığını ve algılamasını olumsuz yönde etkileyen, fizyolojik ve psikolojik dengeleri bozabilen, iş performansını azaltan, çevrenin hoşnutluğunu ve sakinliğini yok ederek niteliğini değiştiren önemli bir çevre kirliliği türüdür.

3 Titreşim 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. Bir ortamın, uzamış ya da yayılmış bir cismin tüm noktalarının kendi denge durumları çevresinde yaptıkları titreşim hareketlerinin topluca görünümüne, dalga hareketi denir. Başka bir tanımla, dalga bir ortamın (katı, sıvı, gaz hatta plazma olabilir) maruz kaldığı etkiyi iletmesidir.

4

5 Dalgalar genel olarak, mekanik ve elektromanyetik dalgalar olmak üzere iki ana gruba ayrılır. Elektromanyetik dalgalar, yayılmak için bir ortama ihtiyaç duymazlar ve boşlukta da yayılabilirler. Mekanik dalgalar ise, enerjilerini aktarabilmek için ortam taneciklerine ihtiyaç duyarlar. Bu yüzden boşlukta (örneğin uzayda) yayılamazlar. Ses dalgaları da mekanik dalgalar olduklarından yayılmak için maddesel bir ortama ihtiyaç duyarlar.

6 Frekans (sıklık): Bir dalganın frekansı, dalganın hava veya başka bir ortam içinden geçerken ortamdaki partiküllerin ne sıklıkta titreştiğine bağlıdır. Frekans ileri geri titreşimlerin zamana bağlı olarak ölçülmesi ile hesaplanır. Saniyedeki titreşim sayısı özel olarak Hertz birimi ile ifade edilir (1 Hertz = 1 döngü/saniye). Yüksek frekans değerleri için Hertz'in bin katı olan ‘kilohertz’ (kHz) birimi kullanılır. İnsan kulağının duyabildiği sesler 20 ile Hz (20kHz) arasında frekansa sahip olabilir. Eğer bir frekans 20 Hz'in altında ise bu tür titreşimlere ‘ses altı’ titreşimler, frekans 20 kHz' in üzerinde ise bunlara da ‘ses üstü’ titreşimler denilmektedir.

7 Genlik (amplitüd): Genlik, ses dalgalarının dikey büyüklüğünün bir ölçüsüdür. Ses dalgalarını oluşturan sıkışma ve genleşmeler arasındaki fark, dalgaların genliğini belirler. Ses dalgaları havada veya başka bir ortamda titreşen objeler tarafından üretilir. Örneğin titreştirilen bir gitar teli, yaptığı periyodik salınım hareketi ile, hava moleküllerinin belli bir frekansta sıkışmasını ve genleşmesini sağlar. Bu şekilde teldeki enerji havaya iletilmiş olur.

8 Dalga boyu: Bir dalganın ardışık iki tepe veya iki çukur noktası arasındaki mesafe bize dalga boyunu verir. Dalga boyu λ (lambda) birimi ile gösterilir.

9 Akustik yönden gürültü kaynakları
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 ) 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.

10 Sesin kulak tarafından duyulan yüksekliğine sesin şiddeti denir,sesin şiddeti kulağa gelen ses dalgalarının kuvveti ile ilgilidir. Hafif sesler kulağa az şiddette kuvvetli sesler ise yüksek şiddette gelmektedir. Şiddet birimi desibel'dir (dB). Desibel insan kulağının işitebildiği en küçük ses şiddetidir. 0 dB İnsanın duyabildiği en düşük ses şiddeti 30 dB Fısıltı ile konuşma 60 dB Normal konuşma veya daktilo sesi 90 dB Kamyon sesi veya çim biçme makinası sesi 100 dB Asfalt delme makinesi 115 dB Konser veya barlarda yüksek sesli müzik 140 dB Jet uçağı sesi

11 Bir çalışma yerinde gün boyunca 80 desibelin altında bir gürültü olması insan kulağını işitme kaybına karşı riskli duruma sokar, ancak 80 desibelin üzerinde önemli işitme kayıplarını başlatır. Silah ateşlemelerini kapsayan saniye kadar kısa süreli fakat 140 desibel gibi bir şiddetteki ses kulakta ciddi hasar bırakır. Genellikle yüksek frekanslı, yani tiz sesler kulak için daha tehlikelidir. Gürültülü bir ortamda konuşurken sesimizi duyurabilmek için bağırmak, kendi sesimizin bize dolgun ve boğuk gelmesi, ortamdan çıktıktan sonra kulakta çınlama, ses şiddetinin kulağa zarar verecek derecede olduğunu gösterir.

12 DESİBEL Ses şiddetini gösteren birimin onda biridir. Kulağın ses şiddeti bakımından sınırları arasındaki fark oldukça büyük olduğundan, aritmetik ses şiddetinden ziyade pratikte logartimik eşel yani desibel kullanılmaktadır. Desibel "db" ile gösterilir. Desibel adı telefonun mucidi olan Alexander Graham Bell' in isminden kaynaklanmıştır. Desi onda bir demektir , bel de BELL soyadından gelir. 

13 Logaritmik bir birimdir
Logaritmik bir birimdir. Desibel değerindeki her 3 birim artış için, ölçülen çokluk 2 kat artar. Örneğin bir anten, kablosuz modeme 3 dB kazanç sağlıyorsa, modemin sinyal gücünü 2 kat artırır. Bazen ölçü birimi olarak da kullanılır, böyle durumlarda ölçümü yapılacak çokluklara göre birimler ve tanımlar yapılmıştır. Örneğin miliwatt cinsinden ölçüm yapılacaksa birim dBm (desibel miliwatt) olur. Aşağıdaki adresteki tabloda da göreceğiniz üzere 0 dBm, 1 mW olarak tanımlanmıştır. 3 dBm, 2 mW gücü ifade ederken, 6 dBm, 4 mW gücü ifade eder. İnsan kulağı 0 – 140 dB duyabilir.

14 Yüksek şiddetteki ses iç kulaktaki işitme sinirlerine zarar verir
Yüksek şiddetteki ses iç kulaktaki işitme sinirlerine zarar verir. Sesin şiddeti ne kadar fazlaysa zarar verme ihtimali o kadar artar. Kulağa verdiği zarar sesin şiddeti kadar maruz kalma süresi ile de ilgilidir. İnsan kulağının duyabildiği en küçük ses 0 db olarak kabul edilir. Bu oran logaritmik olarak artar. Yani 20 db, 10 dbden 10 kat daha şiddetli, 40 db, 10 dbden 1000 kat daha şiddetlidir. İnsanın 0 ila 180 db arasındaki sesleri duyduğu kabul edilir. Bazı seslerin şiddeti şu şekilde belirtilebilir.

15 Duymamızı etkilemeyen en yüksek dB ;
Pek çok uzman 85 dB’ den daha fazla sese maruz kalmanın zararlı olduğu konusunda hem fikirdir. Osha Standartlarına göre; (1) Gürültü dozu Tablo G-16a kullanarak aşağıdaki gibi hesaplanır: (I), L, ses seviyesi, tüm vardiya yüzde, gürültü dozu, D, boyunca sabit olduğunda verilir: D: D: D C saat içinde iş günü toplam uzunluğu = 100 C / T ve T Tablo G-16a veya bu tabloya bir dipnot olarak gösterildiği formül olarak verilen ölçülen ses seviyesi, L, karşılık gelen referans süresi. (Ii) workshift gürültüye maruz kalma, farklı seviyelerde gürültü, iki veya daha fazla dönemleri oluşması halinde, iş günü boyunca toplam gürültü doz verilir: D = 100 (C (1) / T (1) + C (2) / T (2) C (n) / T (n)), C (n) belirli bir gürültü seviyesine maruz kalma toplam zamanı gösterir ve Tablo G-16a tarafından verilen T (n) için başvuru süresi bu seviyeye gösterir. (2) sekiz saatlik zaman ağırlıklı ortalama ses seviyesi (TWA), desibel, formül yoluyla, yüzde doz bilgisayarlı olabilir: TWA = log (10) (D/100)  Tüm vardiya boyunca sabit gürültü seviyesi ile sekiz saatlik bir workshift için TWA ölçülen ses seviyesi eşit. (3) Bölüm II doz ve TWA ilgili bir tablo verilmiştir.

16 TABLO G-16A Referans A-ağırlıklı ses seviyesi, L (desibel) süresi, T (saat) ,9 ,3 ,1 ,4 ,9 ,1 ,6 ,2 ,0 ,1 ,3 ,6 ,5 ,0 ,6 ,3 ,7 ,5 ,3

17 ,1 ,87 ,76 ,66 ,57 ,5 ,44 ,38 ,33 ,29 ,25 ,22 ,19 ,16 ,14 ,125 ,11 ,095 ,082 ,072 ,063 ,054 ,047 ,041 ,036 ,031

18 Yukarıdaki tabloda başvuru süresi, T, ile hesaplanır.
L ölçülen A-ağırlıklı ses seviyesi. II. "Doz" ve "8-Saat Zaman Ağırlıklı Ortalama" Arasında Dönüşüm Ses Seviyesi Paragraflar (c) Uyum - (r) Bu Yönetmelik, işyerinde gürültüye maruz kalma miktarına göre belirlenir. Böyle bir maruz kalma miktarı genellikle "doz" açısından bir okuma sağlayan bir audiodosimeter ile ölçülür Değişiklik gereksinimlerini daha iyi anlamak için, dozimetre okumaları bir dönüştürülmüş olabilir "8 saatlik zaman ağırlıklı ortalama ses seviyesi." (TWA). TWA bir dozimetre okuma dönüştürmek için, aşağıda Tablo A-1, bkz. Bu tablo, doz veya Tablo G-16a ilişkileri göre yüzde maruz hesaplamak için üreticisi tarafından belirlenen dozimetrelerin için de geçerlidir. Yani, örneğin, 89.3 dB TWA sekiz saatlik iş günü sonuçları üzerinden yüzde 91 ve yüzde 50 bir doz doz 85 dB TWA karşılık gelir. Dozimetre okundu olarak doz veya daha az Tablo A-1 bulunan değerlerden daha yüksek ise, TWA, aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır: TWA = TWA = log (10) (D/100) saatlik zaman ağırlıklı ortalama ses seviyesi ve D = yüzde maruz kalma doz birikmiş.

19 Frekans ve işitme kaybı arasındaki ilişki
Frekans saniyedeki devir veya Hertz (Hz) olarak ölçülür sesin tizliği ne kadar yüksekse frekansı o kadar fazladır. Genel olarak en iyi duyan çocuklar orgun en düşük notası olan 20 Hertz’lik sesten köpek havlama sesinin en tizliği olan Hertz’lik sese kadar sesleri ayırt edebilir. İnsan  konuşması Hz arasındadır. Duyma kaybı başlayınca yüksek frekanslar daha önce kaybedilir. Bu da işitme kayıplı insanların bayan ve çocukların yüksek tizlik seslerini neden daha zor duyduklarını açıklar. Yüksek frekanslardaki duyma kaybı ile ses duyulmasına rağmen anlaşılamaz. Ayrıca işitme kayıplı hastalar benzer duyulan kelimeler arasındaki farkı ayırt edemezler çünkü bu sessiz harfler diğer sessizlere ve sesli harflere nazaran daha yüksek frekans aralığına sahiptirler.

20 Frekansına Göre Ses Çeşitleri
İnsanların üretebilecekleri ve duyabilecekleri belli frekans değerleri vardır. Normal bir insan kulağı 20– Hz frekansları arasındaki sesleri duyabilir. Frekans değerlerine göre ultrasonik ses ve infrasonik ses olarak iki ses çeşidi vardır. a) Ultrasonik Ses (Ultrason) : Frekansı Hz’in üstünde olan seslere ultrasonik ses veya ses üstü ses veya ultrason denir. Ultrasonik ses normal ses göre daha fazla enerjiye sahiptir ve bu sesler insanlar tarafından duyulamaz. Fakat Ultrasonik sesler birçok hayvan tarafından duyulabilir. (Köpek, yunus, yarasa). Ultrasonik sesten teknolojide yararlanılır. • İnsan ve hayvanlarda hastalıklı bölgenin yeri ve büyüklüğü belirlenir. • Cisimler dezenfekte edilir. • Boruların kalınlığı veya çatlak olup olmadığı tespit edilir. • Yarasalar çıkardıkları ve duyabildikleri ultrasonik ses sayesinde, sesin yansıması özelliğini kullanarak yönlerini bulabilir ve avlanırlar. b) İnfrasonik Ses : Frekansı 20 Hz’in altında olan seslere infrasonik ses veya ses altı ses denir. İnfrasonik ses normal ses göre daha az enerjiye sahiptir ve bu sesler insanlar tarafından duyulamaz. İnsanlar bu seslerden olumsuz etkilenir ve uzun süre bu titreşimlerin etkisinde kalan insanlarda sağırlıklar görülebilir.

21 Desibel ölçeği, ses düzeyini gösteren bir ölçü birimidir
Desibel ölçeği, ses düzeyini gösteren bir ölçü birimidir. Desibel ölçeğinde 0 noktası, normal bir insanın duyabileceği en düşük ses düzeyini gösterir. Bir insanın duyabileceği en düşük ses düzeyine işitme eşiği denir. Desibel ölçeğindeki her 10 dB’lik artış, ses şiddetinin 10 kat daha fazla artması anlamına gelir. (Desibel ölçeğindeki 20 dB’lik artış, ses şiddetinin 10x10 = 100 kat daha fazla artması anlamına gelir). İnsanlar yaşlandıkça işittikleri ses yüksekliklerinin aralığı azalır. Şiddetli sesler insan sağlığına zarar verir. Şiddetli sesler; • Uyumayı ve düşünmeyi zorlaştırır. • Stres yapar ve sinirliliği arttırır. • İşitme kaybına neden olabilir. • Ses şiddeti her ortamda insanı rahatsız etmeyebilir. Musluktan akan damla sesi gündüz rahatsız etmez, fakat gece rahatsız eder.

22 Seslerin başka bir araştırmacıya göre sınıflandırılması ise ;
Gürültü dB(Desibel) İşitebilen 0 desibel Sakin yerde bir ev 30 desibel Ortalama bir ev 40 desibel Bir iş yeri 50 desibel Normal konuşma 60 desibel Orta ağırlıkta trafik 70 desibel Kulağın rahatsız olduğu 85 desibel Ağır trafik 90 desibel Hava kompresörü 95 desibel 500 m.’den uçan bir jet uçağı 120 desibel

23 Periyot Kendini tekrarlayan (periyodik) sinyallerde tekrarı gerçekleşen sinyal kısımlarının (saykıl) herbiri için geçen zamana periyot denir. Bir saykıl, kare dalga, sinüzoidal dalga gibi periyodik sinyallerde rahatlıkla görülebilir. Bu tür sinyallerde bir saykılın oluşması için geçen zamana da periyot denmektedir. Periyodun birimi saniyedir.

24 Frekans Spektrumu Elektriksel bir işaretin sahip olduğu frekansları gösteren grafiğe frekans spektrumu denir. Frekans spektrumu sinyal hakkında bize tanımlayıcı bir bilgi vermekle birlikte sesin işlenmesi amacıyla kurulacak düzeneklerin tasarımında, tasarımcıya rehberlik etmektedir. Ses sinyalinin de kendine özel bir frekans spektrumu vardır. İnsan kulağının duyabildiği işaretlerin frekans spektrumu incelendiğinde 20 Hz ile 20 KHz arasında değiştiği gözlemlenir. Frekans spektrumunda dikey eksen, şiddeti ifade eder. Ses sinyali içinse bu genliktir. Bir konuşmacının konuşması kaydedilip frekans spektrumu çıkarılmak istendiğinde, frekans bandının 300 Hz ile 3 KHz arasında olduğu görülür. Buna karşın insanın ağzıyla çıkarmakta zorlandığı zurna sesinin frekans bandının 3 KHz ‘den fazla bir frekans bandında seyrettiği frekans spektrumunda rahatlıkla gözlenebilir. Periyodik bir işaretin frekans spektrumunu çıkarmak anlamsızıdır. Çünkü periyodik işaretler tek bir frekansa sahiptir

25 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 basıncı düzeyi (Lp); Sesi yaratan hava basıncının değişme miktarıdır. Lp= 20 log (P/P0 ) [=] dB Ses gücü düzeyi (Lw);Bir ses kaynağının yaydığı ses enerjisi gücünün desibel olarak ölçülmüş halidir. Lw = 10 log (W/W0) [=] dB

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

27 Ses Düzeyi (Gürültü Düzeyi)
Ses basıncı düzeyinin belli bir eğriye göre ağırlıklı olarak bulunmuş şeklidir. A, B ve C ağırlık eğrileri vardır. İnsan kulağının frekansa bağlı olarak sese olan duyarlılığını en iyi A ağırlık eğrisi temsil eder.20 dB ve 80 dB aralığındadır. Genelde A ağırlık eğrisi kullanılır (dBA). Darbe Gürültüsünün değerlendirilmesinde bazen C ağırlık eğrisi tercih edilmektedir (dBC).

28 Eşdeğer Gürültü Düzeyi (Leq)
Verilen bir zaman aralığında, söz konusu ses ile aynı toplam enerjiye sahip sabit düzeydeki sesin ses düzeyidir. T : Ölçüm süresi P(t) : Ölçülen sesin a ağırlık ses basıncı P0 : Referans ses basıncı dt : Ses düzeyi 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.

29 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

30 Tip 0: Hassasiyeti 0.4 dB Tip 1: Hassasiyeti 0.7 dB Tip 2: Hassasiyeti 1.0 dB Tip 3: Hassasiyeti 1.5 dB

31 Ölçülen Parametreler En yüksek ses düzeyi (Lmax)
Eşdeğer Ses Düzeyi (Leq) En yüksek ses düzeyi (Lmax) En düşük ses düzeyi (Lmin) En yüksek tepe değeri (MaxP, Peak) Anlık ses düzeyi (SPL) Ses Etkilenim Düzeyi (SEL) Toplam Ölçüm Süresi

32 Desibel ile ölçülen büyüklüklere düzey adı verilmektedir
Desibel ile ölçülen büyüklüklere düzey adı verilmektedir. Örneğin P değerindeki bir basıncın Po referans değerine göre düzeyi, Düzey (dB) = 10log (P/Po) olarak gösterilir. Alt ve üst sınır değerleri arasında büyük farklar olan ses ölçümleri için desibel çok uygundur. Desibel genelde güç yada güç eşdeğeri büyüklükleri ölçmede kullanılır

33 Ses Basıncı Düzeyi Ses, kulak zarıyla temasta bulunan havanın basıncının değişmesiyle algılandığından, bir ses kaynağının ses gücünden daha çok belli bir noktada yarattığı ses basıncı önemlidir. Serbest alanda ses gücü düzeyinden ses basıncı düzeyi aşağıdaki şekelde hesaplanabilir. Ses basıncı düzeyi Lp, Lp = Lw+10log (Q/4╥r^2) LP : Kaynaktan r uzaklıktaki ses basıncı düzeyi LW : Kaynağın ses gücü düzeyi╥ Q : Yönelme katsayısı r : Mesafe (m) Kaynağa olan uzaklık her 2 katına çıktığında ses düzeyinde azalma 6 dB, her 10 katına çıktığında 20 dB’dir. Nokta kaynakların ardarda bir doğrultuda olması ile çizgi kaynaklar oluşur. Çizgi kaynaklarda uzaklık her 2 katına çıktığında ses düzeyindeki azalma 3 dB, her 10 katına çıktığında 10 dB’dir.

34 Ses Basınç Düzeyi