EĞİTİM YAPILARINDA KLİMA SİSTEMİNİN İŞİTSEL KONFOR KOŞULLARI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Transkript

1 477 EĞİTİM YAPILARINDA KLİMA SİSTEMİNİN İŞİTSEL KONFOR KOŞULLARI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN İNCELENMESİ Mustafa MUTLU Muhsin KILIÇ ÖZET Bu çalışmaa, yeni faaliyete geçen ve kamuya ait bir yüksek öğretim binasınaki ersliklere, iklimlenirme sisteminin işitsel konfor üzerineki etkisini incelenmiştir. Yapılan çalışmaa, bina içine en sık kullanılan 5 erslik üzerine ölçüm yapmak üzere ele alınmıştır. Ölçümlere bir aet Svantek firmasının, Svan948 moel el tipi ses ölçüm aleti kullanılmıştır. Dersliklere 1/1 oktav bantlarına yapılan ölçümler, pencerelerin açık ya a kapalı olması ve iklimlenirme sisteminin 3 farklı fan hızı kaemesi için ayrı ayrı uygulanmıştır. Bu ölçümler sonucuna A ağırlıklı eşeğer ses seviyesi (LAeq), gürültü kriteri (NC), oa kriteri (RC) ve arka plan ses gürültü seviyeleri (BGNA) stanartlar ile karşılaştırılmış ve ses girişim üzeyleri (SIL) belirlenmiştir. Çalışmanın sonucuna ele eilen eğerler stanartlarla karşılaştırılarak, binanın optimum işitsel konfor koşullarını sağlayıp sağlamaığı tespit eilmeye çalışılmıştır. Ortaya çıkan sonuçlar, iklimlenirme tesisatının çalışır konuma oluğu zamanlara mekan içineki işitsel konfor koşulları üzerine olumsuz bir eğişime sebep oluğunu göstermekteir. Bu neenle konfor koşullarının sağlanmasına iklimlenirme tesisatının oğru seçilmesi, gerekli tesisat yalıtımının sağlanmış olması ve bina içineki tüm tesisat gürültülerinen kaynaklanacak sorunların ortaan kalırılması gerekliliği bir efa aha ortaya çıkmıştır. Anahtar Kelimeler: İşitsel Konfor, Derslik, Klima Sistemi ABSTRACT In this stuy, effect of air conitioning system on acoustical comfort in public owne higher eucation builing classrooms was examine. Five classrooms which most frequent employe, was hanle for measurements. In the measurements a Svantek Svan948 moel han-type soun measurement instrument was use. The measurements were performe for each case, where winows opene, winows close, an three ifferent fan spees. A weighte equivalent soun level (LAeq), noise criteria (NC), room criteria (RC), A weighte backgroun noise level (BGNA) an soun interference levels (SIL) were evaluate an compare with stanars. Data, obtaine from stuy, were compare with the stanars an etermine if the builing provies optimal acoustical comfort or not. Results showe that, the air conitioning system cause negative effect on acoustical comfort of classrooms when operate. Therefore it is appeare again that the requirement of the correct choice of air conitioning system, require fitting insulations an annihilate the air conitioning system noise to obtain acoustical comfort conitions. Keywors: Acoustical comfort, Classroom, Air Conitioning System

2 GİRİŞ Günümüze yeni inşa eilen yapıların birçoğuna iklimlenirme sistemleri bulunmakta ve yoğun bir şekile kullanılmaktaır. Bu iklimlenirme sistemlerin tasarımına ve montajına, ses ve titreşim kontrolüne gerekli önem verilmez ise kabul eilemez akustik ortamlara sebep olabilirler. Özellikle eğitim yapılan ersliklereki kötü akustik performans, erslik içineki öğrencilerin konuyu anlaması ve eğitim veren kişinin fiziksel çabasını olumsuz yöne etkilemekteir [1]. Bu çalışmanın amacı, ölçüm verilerini ve teorik ifaeleri kullanarak yeni faaliyete geçen kamuya ait yüksek öğretim binasınaki ersliklere iklimlenirme sisteminin etkisini incelemek ve stanartlar ile karşılaştırmaktır. Binaa en sık kullanılan 5 erslik ele alınmıştır. Bu ersliklere 1/1 oktav bantlarına, farklı şartlara ses üzeyi ölçümleri alınmıştır. Ölçümler, pencerenin açık ya a kapalı olması ve iklimlenirme sisteminin 3 farklı fan hızı kaemesi için yapılmıştır. Bu ölçümler sonucuna A ağırlıklı eşeğer ses seviyesi (LAeq), gürültü kriteri (NC), oa kriteri (RC) ve arka plan ses gürültü seviyleri (BGNA) stanartlar ile karşılaştırılmış ve ses girişim üzeyleri (SIL) belirlenmiştir. Yapılan ölçümler sonucuna pencere kapalı konuma iken alınan ölçümlerin Çevresel Gürültünün Değerlenirilmesi ve Yönetimi Yönetmeliği' ne belirtilen eğerleren yüksek oluğu gözlenmiş bunun yanı sıra pencere açık iken sınır eğerin altına sonuçlar ele eilmiştir. Gürültü kriteri açısınan inceleiğimize, pencerelerin kapalı olması urumuna limit eğeren üşük eğerler ölçülmüştür. Oa kriteri açısınan bakılığına ortama tıslama şekline bir gürültünün varlığınan söz eilebilir. 2. MATERYAL VE METHOD: Ses seviyesi ölçümleri Uluağ Üniversitesi Müh. Mim. Fakültesine bağlı bulunun 2010 yılına faaliyete geçmiş Ali Durmaz Mak. Müh. Bölümü Binasına yapılmıştır. Ölçümlere bir aet el tipi Svantek firmasının, Svan948 moel el tipi ses ölçüm aleti kullanılmıştır. Ölçümler en sık kullanılan 5 farklı sınıfta alınmıştır. Sınıfların özellikleri Tablo 1 e verilmiştir. Ölçümler eğitim öğretim yılının yaz okulu önemine, günün aynı saatine ve boş sınıflara yapılmıştır. Tablo 1. Ölçüm Yapılan Dersliklerin Özellikleri Derslik Kapasite Hacim Pencere Alanı/Duvar Alanı Dış Duvar Cephesi D Doğu D Kuzey D Doğu D Doğu D Kuzey Bu çalışmaa, 1/1 oktav bantlarına eş eğer ses basınç seviyeleri (SPL), A ağırlıklı eşeğer ses seviyesi (LA eq ) ve ersliklerin çınlama süreleri (RT 60 ) ölçülmüştür. Her bir erslik için pencereler kapalı konuma, pencereler açık konuma ve 3 farklı klima fanı seviyesine ölçümler alınmıştır. Bu sonuçları kullanarak gürültü ölçütü (NC), oa kriteri (RC), konuşma girişim üzeyi (SIL) ve arka plan gürültü seviyesi (BGNA) eğerleri hesaplanmıştır. A ağırlıklı eşeğer ses seviyesi, insanın işitme sisteminin frekans tepkisini yansıtır. Bu sebeple gürültüye maruz kalma urumlarına sıkça kullanılır [2]. Çevresel Gürültünün Değerlenirilmesi ve Yönetimi Yönetmeliği gereğince ersliklereki sınır eğeri pencereler kapalı iken 35 BA, pencereler açık iken 45 BA ır. Gürültü Ölçütü, mekanların uygun arka plan gürültüsü üzeylerinin belirlenmesine tek bir ortalama yerine 8 oktav-bantta kabul eilebilir en yüksek gürültü üzeyinin sınırlarını çizen bir eğrinin

3 479 kullanılmasını öngörmekteir [2]. Yapılan çalışmalara erslikler için bu ölçütün limiti NC 30 olarak tespit eilmiştir [3]. Oa kriteri eğrileri, özellikle HVAC sistemlerine kullanılmak üzere geliştirilmiştir [4]. Havalanırma ve klima sistemlerinin oluşturuğu sürekli gürültüleri, ölçülmüş ses basınç üzeylerine, frekans spektrumun şekline, tonal içeriğe ve üşük frekanstaki titreşimlere bağlı olarak eğerlenirmek için kullanılır öngörmekteir [çevre ve yapı Akus]. RC kriterinin belirlenmesi işlemine; Hz, 1000 Hz ve 2000 Hz 1/1 oktav frekans bantlarınaki ses basınç seviyelerinin aritmetik ortalaması hesaplanır Hz te hesaplanan RC seviyesi noktasınan geçen eğimi -5 B/oktav olan bir oğru çizilir. 3. Geri plan gürültüsünün öznel kalitesi veya karakteri belirlenir. Geri plan gürültüsünün nötr karaktere olması istenir, gümbürtülü, tıslamalı veya tonal karaktere olması rahatsız eici olarak kabul eilir[5]. Oa kriterinin limiti, gürültü kriterineki eğer (NC) ile aynı nötr karaktereki gürültü için RC 30 (N) olarak kabul eilebilir. Konuşma girişim üzeyi, 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz ve 4000 Hz frekanslarına ses basınç seviyelerinin aritmetik ortalaması olarak tanımlanır. Hangi konuşmanın kolay, zor ve imkansız gibi koşullarını araştırmak için kullanılır [2]. Arka plan gürültü seviyesi, olu bir erslikteki havalanırma sisteminen kaynaklı gürültü ile öğrencileren kaynaklı gürültünün toplamı olarak tanımlanmıştır. Havalanırma sisteminen kaynaklı gürültü (VNA ) 1 numaralı enklem ile hesaplanmıştır [6]. 4 Ab VNA VNAb 10 log (1) 4 A Bu enklemeki VNA b, boş sınıftaki havalanırma sisteminen kaynaklı gürültüyü, A b boş sınıfın yutuculuğunu, A olu sınıfın yutuculuğunu göstermekteir. A şu şekile hesaplanmaktaır [6]: A Ab 0.7CA1 k (2) A 1k, bir insanın 1 khz teki yutuculuğuur ve A 1k =0.81 m 2, C ise sınıfın oturma kapasitesini göstermekteir. A b, boş sınıfın yutuculuğu, sınıfın geometrik ölçüleri kullanılarak Sabine ya a Eyring- Norris [7] eşitliklerinen fayalanarak bulunabilir. Öğrencileren kaynaklı gürültü (SANA ), enklem 3 teki ampirik ifae ile bulunmuştur [6]. SANA log(0.7c) 34.4 log( A ) A (3) Arka plan gürültü seviyesi (BGNA), mükemmel bir konuşma anlaşılabilirliği için 35 BA yı geçmemesi istenmekteir [6]. 3. BULGULAR VE TARTIŞMA Sınıflara, pencerelerin açık ve kapalı olması urumunaki oluşan ses seviyeleri tablo 1 e verilmiştir. Şu ana yürürlülükte olan Çevresel Gürültünün Değerlenirilmesi Ve Yönetimi Yönetmeliği gereğince iç ortam gürültü seviyesi, eğitim kurumlarınaki erslikler için pencerenin kapalı olması urumuna 35 BA, açık olması urumuna ise 45 BA ır. Pencerelerin kapalı olması urumuna D205 nolu sınıf,

4 480 yönetmeliğe uygunur. Diğer ersliklerin ses seviyesi yüksek olmasına rağmen yönetmelikte belirtilen limit eğerler ile arasınaki farklar çok fazla eğilir. Pencerelerin açık olması urumuna ise bütün sınıflara ölçülen ses seviyesi yönetmelikte belirtilen eğerin altınaır. Pencereler açık iken ses seviyesinin uygun eğerlere olmasının sebebini, binanın şehir gürültüsünen uzak kurulmuş olmasına bağlayabiliriz. Pencere-uvar alanı oranı yüksek oluğu için pencereler kapalı iken ses yalıtımı iyi yapılamamakta ve ses seviyeleri yönetmelikte belirtilen eğerlere uygun eğilir. Sınıfların gürültü kriterini (NC) inceleiğimize D105 haricineki bütün sınıfların stanara uygun oluğu görülmekteir. Oa kriteri açısınan inceleiğimize, pencere açık iken hiçbir erslikteki ölçüm sonuçları tatmin eici eğilir. Pencere kapalı iken ise D103 ve D205 nolu ersliklere alınan ölçümler kritere uygunur. Buraaki ikkat eilmesi gereken nokta ersliklereki geri plan gürültüsünün, tıslama şekline olmasıır. Konuşma girişim üzeylerine baktığımıza pencerelerin açılması bekleniği gibi konuşmanın anlaşılırlığı azaltmaktaır. Tablo 1. Pencere Durumuna Göre Sınıflara Oluşan Gürültü Seviyeleri Sınıf Durum Leq [BA] NC RC SIL [B] D103 Pencere Açık (H) 32.1 Pencere Kapalı (N) 29.3 D105 Pencere Açık (H) 35.6 Pencere Kapalı (H) 23 D202 Pencere Açık (H) 31.9 Pencere Kapalı (H) 26.9 D203 Pencere Açık (N) 33 Pencere Kapalı (H) 28.2 D205 Pencere Açık (N) 29.5 Pencere Kapalı (N) 25.4 Sınıflara bulunan havalanırma sisteminin açılması urumuna oluşan ses seviyeleri, NC ve RC eğerleri tablo 2 e verilmiştir. Farklı klima seviyelerinin etkisine baktığımıza ses seviyelerinin ve gürültü kriteri eğerlerinin birbirine yakın oluğunu söyleyebiliriz. Farklı klima seviyelerine e ses seviyeleri aynı çıkması 1. ve 2. seviyeler arasına bir farkın olmaığını göstermekteir. Oa kriterini açısınan inceleiğimize klimanın evreye alınması geri plan gürültüsünü arttırmakta limit eğerler aşılmaktaır. Çevresel Gürültünün Değerlenirilmesi Ve Yönetimi Yönetmeliğineki eğerlere göre inceleiğimize ise havalanırma sisteminin çalışması esnasına sınıflara oluşan ses seviyeleri yönetmelikte belirtilen eğerleri sağlamamaktaır. Tablo 2. Klima Durumuna Göre Sınıflara Oluşan Gürültü Seviyeleri Sınıf Klima Durumu Leq [BA] NC RC SIL [B] 1.Seviye (H) 27.5 D103 2.Seviye (N) Seviye (N) Seviye (H) 27.8 D105 2.Seviye (H) Seviye (N) Seviye (N) 24.8 D202 2.Seviye (N) Seviye (N) Seviye (H) 28.8 D203 2.Seviye (N) Seviye (N) Seviye (H) 28.5 D205 2.Seviye (N) Seviye (H) 34.7

5 481 Klimaan kaynaklı gürültünün ve sınıftaki öğrencilerin aktivitelerinen kaynaklı gürültünün birlikte ele alınığı arka plan gürültü seviyeleri tablo 3 te verilmiştir. Arka plan gürültü seviyeleri sınıflara göre ve klimanın 1. ve 2. seviyelerine göre fazla farklılık göstermemekteir. Bunun neeni sınıflaraki öğrenci aktivitelerinen kaynaklı gürültünün sınıflar arasına çok fazla farkın bulunmaması ve klimanın 1. ve 2. seviyelerineki gürültünün birbirine yakın olmasıır. Bununla birlikte klimanın 3. seviyee çalıştırılması arka plan gürültü seviyesini olumsuz etkilemekteir. Tablo 3. Havalanırma Sistemi Çalışır Vaziyette İken Arka Plan Ses Gürültü Seviyeleri Sınıf D103 D105 D202 D203 D205 Klima Durumu BGNA 1.Seviye Seviye Seviye Seviye Seviye Seviye Seviye Seviye Seviye Seviye Seviye Seviye Seviye Seviye 44 3.Seviye SONUÇ Kamuya ait yüksek eğitim kurumunun ersliklerine yapılan ölçümlere görülmüştür ki, klima sisteminin çalıştırılması ersliklereki akustik konforu olumsuz etkilemekteir. Özellikle yüksek klima seviyelerine, geri plan gürültüsü aha a artmakta ve ersliklereki eğitim kalitesini olumsuz etkilemekteir. Eğitim binasının aha gürültülü şehir merkezinen uzakta olmasınan olayı pencerelerin açılmasıyla ersliklereki ses seviyeleri şartnamee belirtilen limit eğeri aşmamaktaır. Yeni yapılan eğitim kurumlarına iklimlenirme sistemi tasarlanırken akustik konfor şartları a göz önüne bulunurularak tasarım yapılması ersliklereki konuşmanın anlaşılabilirliği açısınan fayalı olacaktır. KAYNAKLAR [1] Krüger E.L., Zannin P.H.T., Acoustic, Thermal an Luminous confort in classrooms, Builing an Environment, [2] Demirkale, S.Y., Çevre ve Yapı Akustiği, Birsen Yayınevi, [3] Lilly J.G., Unerstaning the Problem: Noise in the Classroom, The Ashrae Journal, [4] ASHRAE Funamentals, Soun an Vibration, [5] ASHRAE Hvac Akustiği için Algoritmalar, Çeviren: İ. Y. URALCAN, Tesisat Mühenisleri Derneği, [6] Hogson M., Case-stuy Evaluations of the Acoustical Designs of Renovate University Classrooms, Applie Acoustics, [7] Everest F.A., Pohlman K.C., Master Hanbook of Acoustics, McGraw Hill, 2009.

6 482 ÖZGEÇMİŞ Mustafa MUTLU 1984 yılı Bulgaristan oğumluur yılına UÜ. Mühenislik Mimarlık Fakültesi Makina Mühenisliği Bölümünü bitirmiştir. Aynı Üniversiteen 2009 yılına Yüksek Mühenis ünvanını almıştır yılınan beri UÜ Mühenislik-Mimarlık Fakültesi Makine Mühenisliği Bölümü Enerji Anabilim Dalı na Araş. Gör. olarak görev yapmaktaır. Muhsin KILIÇ Uluağ Üniversitesi Mühenislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühenisliği Bölümünen Makine Mühenisi olarak 1986 yılına mezun olmuştur. Yüksek lisans erecesini 1989 yılına Orta Doğu Teknik Üniversitesinen, Doktora erecesini 1993 yılına İngiltere e Bath Üniversitesinen almıştır yılına Uluağ Üniversitesine Yarımcı Doçent karosuna atanmıştır. Aynı bölüme 1996 yılına Doçent ve 2002 yılına Profesör unvanlarını alarak atanmıştır. Halen aynı yere Enerji Anabilim Dalı üyesi olarak Makine Mühenisliği Bölüm Başkanlığı ve Enerji Ana Bilim Dalı Başkanlığı görevlerini sürürmekteir. Enerji, Enerji Dönüşümleri, CFD (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği), Isı ve kütle transferi, Termik Turbo Makineler, Isıl Konfor, Otomotiv ve Yangın Güvenliği konularına çalışmaktaır. Çalışma konularına uluslar arası ve ulusal ergilere yayınlanmış ve konferanslara sunulmuş çok sayıa bilimsel makalesi bulunmaktaır.