ÇEVRESEL GÜRÜLTÜNÜN DEĞERLENDİRİLMESİ VE YÖNETİMİ MUHAMMET AYDOĞDU ÇEVRE MÜHENDİSİ TEKNİK MÜDÜR EGETEST ÇEVRE ÖLÇÜM VE KALİBRASYON HİZMETLERİ SAN.TİC.LTD.ŞTİ. 25.03.2010 İZMİR.
Download ReportTranscript ÇEVRESEL GÜRÜLTÜNÜN DEĞERLENDİRİLMESİ VE YÖNETİMİ MUHAMMET AYDOĞDU ÇEVRE MÜHENDİSİ TEKNİK MÜDÜR EGETEST ÇEVRE ÖLÇÜM VE KALİBRASYON HİZMETLERİ SAN.TİC.LTD.ŞTİ. 25.03.2010 İZMİR.
ÇEVRESEL GÜRÜLTÜNÜN DEĞERLENDİRİLMESİ VE YÖNETİMİ MUHAMMET AYDOĞDU ÇEVRE MÜHENDİSİ TEKNİK MÜDÜR EGETEST ÇEVRE ÖLÇÜM VE KALİBRASYON HİZMETLERİ SAN.TİC.LTD.ŞTİ. 25.03.2010 İZMİR TEMEL SES BİLGİSİ : KULAK TARAFINDAN ALGILANABİLEN HAVA, SU YA DA BENZERİ ELASTİK BİR ORTAMDAKİ BASINÇ DEĞİŞİMİ GÜRÜLTÜ : HOŞA GİTMEYEN, İSTENMEYEN, RAHATSIZ EDİCİ SES OLARAK TANIMLANABİLİR. SES SES NESNEL BİR KAVRAMDIR GÜRÜLTÜ İSE ÖZNEL BİR KAVRAMDIR FİZİKSEL OLARAK ARALARINDA BİR FARK YOKTUR. TEMEL SES BİLGİSİ SES BASINCI GENLİK PERİYOT (T) FREKANS (f) : ORTAM BASINCININ DEĞİŞME MİKTARI : BASINÇ DEĞİŞİMİNİN EN BÜYÜK DEĞERİ : BİR BASINÇ DEĞİŞİM DEVRİ İÇİN GEÇEN ZAMAN : BİRİM ZAMANDAKİ BASINÇ DEĞİŞİM DEVRİ SAYISI 1 f T TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ DALGA BOYU (λ) : c c.T f c = sesin yayılma hızı (m/s) T = ses dalgasının periyodu (s) f = ses dalgasının frekansı (Hz) Hz= bir saniyedeki devir sayısı (Hertz) TEMEL SES BİLGİSİ Sesin havadaki yayılma hızının yaklaşık olarak 344 m/s olduğu bilinmektedir. Peki bu nasıl hesaplanır? Sesin havadaki yayılma hızı : c = 20,05 √T T = Havanın Sıcaklığı (KELVİN) T (KELVIN) = T (DERECE) + 273,2 TEMEL SES BİLGİSİ ORTAM Yayılma Hızı (m/s) Hava 344 Mantar 500 Kurşun 1200 Su 1400 Sert Kauçuk 1400 – 2400 Beton 3000 – 3400 Tahta 3300 – 4300 Dökme Demir 3700 Çelik - Alüminyum 5100 Cam 5200 TEMEL SES BİLGİSİ Sesin havada yayılmasını etkiliyen meterolojik ve topoğrafik etkenler : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Gürültü Kaynağı Tipi ve Özellikleri Gürültü Kaynağından Uzaklık Havanın Ses Yutumu Rüzgar Sıcaklık ve Sıcaklık Değişimi Doğal Engeller, Bariyerler ve Binalar Yerin Ses Yutumu Yansımalar Nem Yağışlı Hava TEMEL SES BİLGİSİ Sesin havada yayılmasını etkiliyen meterolojik ve topoğrafik etkenler : TEMEL SES BİLGİSİ Sesin havada yayılmasını etkiliyen meterolojik ve topoğrafik etkenler : TEMEL SES BİLGİSİ Sesin havada yayılmasını etkiliyen meterolojik ve topoğrafik etkenler : TEMEL SES BİLGİSİ Bariyer, engel, ses perdesi v.b. Topoğrafik engeller; TEMEL SES BİLGİSİ Bariyer, engel, ses perdesi v.b. Topoğrafik engeller; TEMEL SES BİLGİSİ Ses basıncının büyüklüğünü, ses basıncının genliği ile tanımlamamız olanaksızdır Böyle durumlarda, ses basıncı hakkındaki en önemli bilgiyi, ses basıncının rms değeri verir Rms değer (karesel ortalamanın karekökü, efektif değer): ses basıncının karelerinin ortalamasının karekökü. TEMEL SES BİLGİSİ Ses basıncının zamanla değişimi p(t) ise, bu ses basıncının T süresindeki rms değeri: Prms 1 T T 0 p (t ) 2 d t 1/ 2 Periyodik ses dalgaları için T=ses dalgasının periyodu Periyodik olmayan ses dalgaları için T=ölçüm süresi TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ SES GÜCÜ (veya AKUSTİK GÜÇ): Bir ses kaynağının yaydığı ses enerjisinin gücüdür SES BASINCI :Sesi yaratan hava basıncının değişme miktarıdır. Belli bir noktada ve rms değer olarak ölçülür. Ses, kulak zarıyla temasta bulunan havanın basıncının değişmesiyle algılandığından, bir ses kaynağının ses gücünden daha çok, belli bir noktada yarattığı ses basıncı önemlidir. TEMEL SES BİLGİSİ KAYNAK SES GÜCÜ (W) Fısıltı 10-9 Normal Konuşma 10-5 Bulaşık Makinesi 10-4 Bağırarak Konuşma 10-3 Otoyolda Giden Otomobil 10-2 Kamyon Kornası 10-1 Pervaneli Uçak Motoru 1 Santrifüj Fan (20000 m3/h) 1 Senfoni Orkestrası 10 Dört Pervaneli Uçak 100 Dört Jet Motorlu Uçak 5x104 Satürn Roketi 108 TEMEL SES BİLGİSİ DESİBEL (dB) : Bir oranı ya da göreli bir değeri gösterir ölçülecek büyüklüğün bilinen bir referans değerine oranının logaritmasının 10 katıdır. DÜZEY : Desibel (dB) ile ölçtüğümüz büyüklüklere denir. W LW 10log W0 W0= referans büyüklük W= ölçülecek büyüklük dB TEMEL SES BİLGİSİ SES GÜCÜ DÜZEYİ LW W 10 log dB W0 W = akustik güç W0= 10-12 SES BASINCI DÜZEYİ P 2 rms LP 10 log 2 P ref Prms=ses basıncının rms değeri Pref:20x10-6 N/m2 Prms LP 20log Pref TEMEL SES BİLGİSİ Bazı Makinelerin Ses Gücü Düzeylerinin Yaklaşık Olarak Bulunması W = F x Wm Wm W F = makinenin gücü, = makinenin yaklaşık ses gücü = makinenin cinsine bağlı çevirme katsayısı TEMEL SES BİLGİSİ Bazı Gürültü Kaynaklarının Ses Gücünü Bulmakta Kullanılan Çevirme Katsayıları (F) (500’ den 4000 Hz’ e Kadar Olan Dört Oktav Bandındaki Toplam) Gürültü Kaynağı Çevirme Katsayısı (F) Düşük Orta Yüksek 3x10-7 5,3x10-7 1x10-6 1,5x10-8 5x10-7 1,5x10-6 Hoparlörler 3x10-2 5x10-2 1x10-1 Dizel Motorları 2x10-7 5x10-7 2,5x10-6 Elektrik Motorları (1200 dev/dak) 1x10-8 1x10-7 3x10-7 Pompalar (1600 dev/dak’ dan hızlı) 3,5x10-6 1,4x10-5 5x10-5 Pompalar (1600 dev/dak’ dan yavaş) 1,1x10-6 4,4x10-6 1,6x10-5 2x10-6 5x10-6 5x10-5 Hava Kompresörleri (1 – 100 hp) Dişli Kutuları Gaz Türbinleri TEMEL SES BİLGİSİ Bazı Tipik İnşaat ve Yapı Makinelerinin Ses Gücü Düzeyleri – Yaklaşık Değerler (500’ den 4000 Hz’ e Kadar Olan Dört Oktav Bandındaki Toplam) Ses Gücü Düzeyi (dB) Makinenin Cinsi Alt Sınır Orta Sınır Üst Sınır Beton Karıştırıcısı 110 115 125 Beton Pompası 110 115 120 Greyder 115 120 130 Kamyon 115 120 130 Kaya Delgi Tabancası 115 125 135 Kompresör (Sabit) 110 115 120 Traktör 110 120 130 Vinç (Haraketli) 110 115 120 Vinç (Sabit) 115 120 125 Yükleyici 105 115 120 TEMEL SES BİLGİSİ Çeşitli Ortamlardaki Tipik Ses Basıncı Düzeyleri ORTAM SES BASINCI DÜZEYİ (dB) Jet Motoru Yakınında 140 Çelik Perçin Makinesi (5 m uzakta) 100 Gürültülü Fabrika 90 Metroda (pencereler açıkken) 80 Ortalama Bir Fabrika 70 Yüksek Sesle Konuşulan Kapalı Mekanlar 60 Ortalama Bir Ofis 50 Şehir Gürültüsünden Uzak Evlerin Oturma Odaları 40 Sessiz Özel Ofisler 30 Ses Yalıtımı Yapılmış Özel Mekanlar (stüdyolar) 20 TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ SES ŞİDDETİ : Bir noktadaki ses şiddeti, o noktadaki birim alanda iletilen ses gücüdür (ya da birim alandan birim zamanda geçen ortalama akustik enerjidir) SES ŞİDDETİ DÜZEYİ : LI 10 log I I0 I0 = 10-12 W / m2 Sesin havada yayılması düşünüldüğünde : LI≈ LP TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ DESİBELLERLE İŞLEM LPi / 10 L pt 10log10 i 1 n Toplama Çıkarma L pB 10log10 L p t / 10 10 L p A / 10 TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ Desibellerle Ortalama Almak 1 n L pi / 10 Lp 10 log 10 n i 1 Veya yaklaşık olarak: Lpmaks – Lmin ≤ 5 dB ise 1 n Lp Lpi n i 1 5 dB ≤ Lpmaks – Lmin ≥ 10 dB n 1 L p L pi 1 n i 1 TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ ARI SES (SAF TON) : Basit harmonik ses basıncı değişiminin yarattığı sestir PERİYODİK SES : Değişik frekanslardaki iki ya da daha çok arı sesin birleşmesi sonucunda oluşan sestir (periyodik sesler, kendilerini oluşturan arı seslere ayrılabilirler) KARMAŞIK (KOMPLEKS) SES : Harmonik ya da periyodik olmayan sesler TEMEL SES BİLGİSİ FREKANS DAĞILIMI EĞRİSİ Periyodik sesler kendilerini oluşturan harmoniklere ayrıldığı gibi, periyodik olmayan karmaşık seslerde sonsuz sayıda harmonik fonksiyonun toplamı şeklinde düşünülebilir Bir sesin, kendisini oluşturan harmoniklerine ayrılması ve her frekanstaki fonksiyonun katkısını simgeleyen bir büyüklüğün frekansın fonksiyonu olarak çizilmesiyle elde edilen eğriye Frekans Dağılım Eğrisi (Frekans Spektrumu) denir. TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ Bant Geçirim Filtreleri ve Oktav Bantları: Sabit Bant Genişlikli Filtreler : Bant aralığı sabittir. Sabit Yüzdeli Bant Genişlikli Filtreler : Bant aralığının merkez frekansına oranı sabittir. OKTAV BANTLARI f1=alt sınır frekansı f2=üst sınır frekansı f0=merkez frekansı bw=bant genişliği f 2 2 f1 f0 2 f1 bw f 2 f1 f2 2 TEMEL SES BİLGİSİ Oktav Bant Aralıkları ve Merkez Frekansları Merkez Frekansı (f) (Hz) Alt Sınır Frekansı (f1) (Hz) Üst Sınır Frekansı (f2) (Hz) 16 11 22 31,5 22 44 63 44 88 125 88 177 250 177 355 500 355 710 1000 710 1420 2000 1420 2840 4000 2840 5680 8000 5680 11360 16000 11360 22720 TEMEL SES BİLGİSİ 1/3 ve 1/12 Oktav Bantları Daha dar bant aralığı istendiğinde kullanılır Örneğin ; Yönetmelikte bazı ölçümlerin 1/3 oktav bant aralıklarında yapılması istenmektedir Gürültü denetimine ilişkin bazı mühendislik uygulamaları için 1/3 yada 1/12 oktav bant analizleri gerekebilir Çevre gürültüsünün değerlendirilmesine ilişkin ölçümlerde frekans bantlarında ölçüm gerekmez TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ 70 60 50 40 30 20 10 0 25 40 63 100 160 250 400 630 1k 1k6 2k5 4k 6k3 10k TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ İŞİTİLEBİLİR FREKANSLAR İnsan kulağının işitebildiği frekanslar : 16 Hz – 16 kHz 20 Hz – 20 kHz Yaşlanma ile görülen işitme kaybı (işitme eşiği kayması) : – – 30 yaşında : 1-2 dB 65 yaşında : 500-1000 Hz frekans bantlarında 10-15 dB 2-4 Hz frekans bantlarında 20-45 dB TEMEL SES BİLGİSİ Çeşitli Seslerin Frekans İçerikleri : – – – – Normal Konuşma : 200 – 10000 Hz (konuşmanın anlaşılabilir olması için, 1000 – 2500 Hz) Telefonlar : Genel olarak 500 – 3000 Hz frekans aralığındaki sesleri iletir Müzik : Alt sınır 30 – 200 Hz; üst sınır 10 kHz’ in epey üzerine çıkabilir. Gürültü kontrolü açısından açısından incelenecek frekans aralığı: Alt limit olarak 50 – 100 Hz civarı (63 ya da 125 Hz oktav bandı); üst limit olarak ise 6 ya da 12 kHz (4 ya da 8 kHz oktav bandı) alınabilir TEMEL SES BİLGİSİ Ses Yüksekliği – – – – Subjektif bir kavramdır Ses basıncı düzeyi ile frekans tarafından belirlenir Eş Yükseklik Eğrileri : Aynı yükseklikte algılanan farklı frekanslardaki seslerin ses basıncı düzeylerini gösteren eğrilerdir (arı sesler için çizilmişlerdir) Eğrinin 1000 Hz’ i kestiği noktadaki ses basıncı düzeyinin sayısal değerine o yükseklikteki sesin ses yüksekliği denir. Birimi : Fon (Phon) TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ SES DÜZEYİ (GÜRÜLTÜ DÜZEYİ) : Ses basıncı düzeyinin belli bir eğriye göre ağırlıklı olarak bulunmuş halidir. Karmaşık seslerin ses yüksekliğini tek bir değerle ifade etmek için kullanılır Kulağın duyarlılığı ile orantılı ağırlıklar kullanılır A.B ve C ağırlık eğrileri vardır İnsan kulağının frekansa bağlı olarak sese olan duyarlılığını en iyi A ağırlık eğrisi temsil eder TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ Frekans dB Düzeltme Faktörü Ses Düzeyi 63 50 -26,2 23,8 125 51 -16,1 34,9 250 48 -8,6 39,4 500 46 -3,2 42,8 Toplam (dBA) 60,6 1000 50 0 50 2000 53 1,2 54,2 4000 57 1 58 8000 52 -1,1 50,9 TEMEL SES BİLGİSİ Genelde A ağırlık eğrisi kullanılır Darbe gürültüsünün ölçüm ve değerlendirilmesinde genelde C eğrisi kullanılmaktadır. Bunun nedeni ise yüksek seslerde kulağın kendisini korumaya alarak tüm frekanslara benzer tepkiler vermesidir. Bu eğrileri kullanarak yapılan ölçümlere GÜRÜLTÜ DÜZEYİ ÖLÇÜMÜ denir TEMEL SES BİLGİSİ EŞDEĞER (SÜREKLİ) GÜRÜLTÜ DÜZEYİ : Verilen bir zaman aralığında, söz konusu ses ike aynı toplam enerjiye sahip, sabit düzeydeki sesin ses düzeyidir. Leq T p(t) p0 1 1 0 lo g T T 0 p (t ) d t 2 p 0 = ölçüm süresi = ölçülen sesin A ağırlıklı ses basıncı = referans ses basıncı 2 TEMEL SES BİLGİSİ SES ETKİLENİM DÜZEYİ (SEL, LE,LAE) : 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. TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ EŞDEĞER SES DÜZEYİ – SEL İLİŞKİSİ : T saniye süren bir olayın neden olduğu sesin SEL değeri ile eşdeğer ses düzeyi arasındaki ilişki Leq=SEL – 10logT Değişik SEL değerlerindeki n ayrı sesin, toplam T saniyedeki eşdeğer ses düzeyi n Leq 10log 10 ( SELİ / 10 ) i 1 10logT TEMEL SES BİLGİSİ ÖRNEK : SEL değeri 110 dB olan bir pres makinesinin vardiya boyunca 200 defa pres işlemi yaptığı düşünülürse Leq değerini bulunuz? Leq = 10 log (200x10110/10) – 10log(8x3600) = 130 – 44,6 = 88,6 dBA TEMEL SES BİLGİSİ Gündüz, Akşam ve Gece Eşdeğer Gürültü Düzeyleri Gündüz Eşdeğer Gürültü Düzeyi (Lgündüz): Gündüz saat 07:00 ile 19:00 arasındaki 12 saat süresindeki eşdeğer gürültü düzeyi Akşam Eşdeğer Gürültü Düzeyi (Lakşam): Gündüz saat 19:00 ile 23:00 arasındaki 4 saat süresindeki eşdeğer gürültü düzeyi Gece Eşdeğer Gürültü Düzeyi (Lgece): Gündüz saat 23:00 ile 07:00 arasındaki 8 saat süresindeki eşdeğer gürültü düzeyi Gündüz – Akşam – Gece Gürültü Düzeyi (Lgag): 24 saati kapsayan bir eşdeğer gürültü düzeyidir. Bu değer Lgece’ yi 10 dB, Lakşam’ ı 5 dB arttırıp, Lgündüz ile ağırlıklı ortalamalarını alarak bulunur. Lgag 1 Lgündüz / 10 ( Lgece 10 ) / 10 ( Lakşkşam 5) / 10 10 log 12 x10 4 x10 8 x10 24 TEMEL SES BİLGİSİ SERBEST SES ALANI : Sesi yansıtacak hiçbir engelin bulunmadığı alandır. Serbest alanda sesin yayılması aşağıdaki faktörlere bağlıdır: – – – – – Kaynağın tipine (noktasal/çizgisel kaynak) Kaynağın alıcıya olan uzaklığı Yönelme katsayısına Atmosferik yutuşa (uzun mesafeler için) Rüzgar, nem oranı, sıcaklık gibi meterolojik faktörlere TEMEL SES BİLGİSİ TERS KARE KANUNU: Serbest ses alanında ; – Noktasal gürültü kaynağına olan uzaklık 2 katına çıktığında gürültü düzeyi 6 dB azalır – Çizgisel gürültü kaynakları için gürültü düzeyinin azalma miktarı 3 dB’ dir. TEMEL SES BİLGİSİ SES ALANLARI : Pratikde herhangi bir ses kaynağının etrafında 4 çeşit ses alanı olduğu kabul edilir. Yakın alan, uzak alan, serbest alan ve yankılanım alanı. TEMEL SES BİLGİSİ ÇINLAMA ALANI : Sesin yansıyabildiği kapalı alanlardır. – Böyle bir alanda, herhangi bir noktada ölçülen ses basıncı düzeyi, kaynaktan doğrudan gelen sesin yaratacağı ses basıncı düzeyi ile, yansıyarak (bir ya da daha çok kez) gelen sesin neden olacağı ses basıncı düzeylerinin toplamıdır. TEMEL SES BİLGİSİ YÖNELME KATSAYISI (Q) : Bir noktadaki ses şiddetinin, sesin düzgün yayılması durumunda aynı noktada oluşturacağı ses şiddetine oranıdır I Q It Yönelme katsayısı iki nedenle “1” den farklı olur : – – Kaynağın özelliği nedeniyle Kaynağın çevresindeki ses yansıtıcı yüzeyler nedeniyle TEMEL SES BİLGİSİ TEMEL SES BİLGİSİ ATMOSFERİK YUTUŞ : Frekansın karesi (f2) – Uzaklık (r) İle doğru orantılı – Aatm 2 7,4 x10 xf xr Havanın bağıl nemi (Ф) (% olarak) ile ters orantılıdır. – 8 dB TEMEL SES BİLGİSİ Burada yutuş frekansın karesi ile doru orantılı olduğundan tiz sesler (yüksek frekanslı) uzaklaştıkça yutulur. Ölçüm yapılan zemin çok sert bir zemin ise (beton, mermer v.s.) zemin ses düzeyini 3 dB arttırır. Çok yumuşak zeminler ise (kar, toprak v.s.) düşük frekansları yutar. TEMEL SES BİLGİSİ Atmosferik Yutuşla Ses Basıncı Düzeyinin Düşmesi ATMOSFERİK YUTUŞ’ u etkileyen öteki meteorolojik faktörler: – – Rüzgar (50 m’ ye kadar olan kısa mesafelerde etkisi çok azdır, mesafe arttıkça rüzgar etkiside artar) Sıcaklık değişimi (güneşli bir günde – sıcaklık yükseklikle azaldığında – atmosferik yutuş artar ; Açık bir gecede – sıcaklık yükseklikle arttığında – atmosferik yutuş azalır)