Akustik Tasarım ve CSO Konser Salonu Yenilenme Projesi

Transkript

1 Dosya: Akustik Akustik Tasarım ve CSO Konser Salonu Yenilenme Projesi Acoustical Design and Renovation Project for the Presidential Symphony Orchestra Concert Hall ENGLISH SUMMARY ON PAGE 139 Dış cephe. Exterior façade. MEHMET ÇALIŞKAN*» 1. Giriş Mimarlıkta akustik tasarım, mekân içinde yürütülen işleve uygun akustik konfor koşullarını sağlamak amacıyla yapılan bir tasarım sürecidir. Önemi yapının işlevlerinin/mimari programının gerçekleştirilmesi ile doğrudan ilgilidir. Örneğin, konuşma amaçlı bir salonda akustik konfor koşulları uygun olmadığında yapılan konuşmalar dinleyiciler tarafından işitilemeyecek, işitilse bile anlaşılamayacaktır. Bu durumda mekân içinde istenen işlevi/programı gerçekleştirmek mümkün olamayacaktır. Akustik konfor koşullarının en önemli olanları, mekânın programına uygun çınlama özelliklerine sahip olması, mekân içinde yankı vb. akustik hata/maraz bulunmaması, oluşan sesin programa uygun olarak berrak/net ve yüksek ya da gür olması, mekân içindeki konumlara göre büyük farklılık göstermemesi, yine işleve uygun kabul edilebilir arka plan gürültüsü düzeylerinin oluşması ve varsa elektroakustik güçlendirmeli seslerin aslına uygun olarak, bozulmadan dinleyicilere ulaştırılması şeklinde özetlenebilir. Mimari tasarım ile birlikte yürütülmek durumunda olan akustik tasarım çıktılarına özellikle mekânların içmimari projelerinin oluşturulma sürecinde başvurulur. Ancak doğru olan akustik tasarım sürecinin mimari tasarım süreci ile eşgüdümlü olarak başından sonuna kadar birlikte yürütülmesi gerekliliğidir. Arka plan gürültüsü ile olan doğrudan ilişkisi nedeniyle ses yalıtımı çalışmaları akustik tasarımın ayrılmaz bir parçasıdır. İçinde işitsel iletişim gereksinimi duyulan her mekânda akustik tasarım uygulanır. Akustik açıdan en duyarlı mekânlar olan konser salonları ve operalar ile kayıt stüdyoları akustik tasarımın en yoğun uygulandığı mekânlardır. Bunun yanısıra tiyatrolar, konferans salonları, çokamaçlı salonlar, toplantı salonları, derslikler, sinema salonları, cami, kilise, sinagog vb. dini yapılar, hastaneler, kütüphaneler, müzeler, alışveriş merkezleri, fabrikalar ve işyerleri, lokantalar, eğlence yerleri, atış poligonları ile anons sistemlerinden yapılan konuşmaların anlaşılabilir olması gereken havalimanı terminalleri, metro istasyonları, garlar, kapalı spor salonları, kapalı yüzme havuzları, stadyumlar akustik tasarım uygulanan mekânlardan bazılarıdır. Büro yapıları ve özellikle çok katlı konut yapıları, ses yalıtımı odaklı akustik tasarım çalışmalarının yoğun olarak uygulandığı alanlardır. Akustik tasarım çalışmaları kapsamında iki farklı ve eşgüdümlü çalışma birlikte yürütülür. Birincisi hacim akustiği, mekân akustiği ya da oda akustiği gibi nitelendirmelerle anılan ve mekân içinde bir ses kaynağından yayılan sesin mimari programda öngörülen işlevlerin yerine getirilmesine ilişkin akustik koşulların sağlanmasına yönelik çalışmalarıdır. Yapı akustiği ya da ses yalıtımı olarak kısaca tanımlanan ikinci grup çalışmalar ise mekânın çeperlerinden mekân içine girerek içerde yürütülen işlevleri olumsuz etkilemesi olası seslerin engellenmesine yönelik tasarım çalışmalarını kapsar. Mekânın içinde oluşan sesin mekân sınırları dışına taşınmasının engellenmesi ile mekân içinde oluşan ve işlevlerin 134

2 Salon. Hall. yürütülmesine engel olabilecek gürültünün denetlenmesi de yapı akustiğinin temel uğraşı alanlarındandır. Mekânlarda işitsel konforun sağlığı açısından her iki tür çalışmanın akustik tasarım kapsamında birlikte yürütülmesi gerekliliğinin nedenleri ve gerekçeleri açıktır. Türkçemizde mimari akustik yaygın olarak yalnızca mekân ya da hacim akustiği karşılığında kullanılmaktadır. Yapı akustiği kapsamında yer alan çalışmalar ise, ses yalıtımı olarak nitelendirilmektedir. Hacim akustiği uzun yıllar hurafelerle dolu gizemli bir sanat dalı olarak görülmüştür. Bir zamanlar iyi akustik koşulların elde edilmesi için sahnenin altındaki boşluğa kırık şişeler konulması gereğine inanılırdı. Salon inşaatında çalışan işçilerin kaçak içtikleri şarapların şişelerini sahne altına gizledikleri ortaya çıkınca bu inançtan vazgeçildi yılında Harvard Üniversitesi nden Wallace C. Sabine akustik tasarımın ilk nesnel parametresi olan çınlama süresini tanımladıktan ve hâlâ senfonik müzik için dünyanın en iyi salonu olarak kabul edilen Boston Senfoni Salonu nu (açılışı 1915) tasarladıktan sonra akustik tasarımın nesnel parametreler kullanılarak gerçekleştirilebileceği anlaşıldı (1). 20. yy ın ikinci yarısında katı hal fiziğindeki ve bilgisayar teknolojisindeki gelişmeler sonucunda bir dizi nesnel parametreler (güçlülük, berraklık, yan yansıma oranı vb.) geliştirildi. İm (işaretsinyal) işleme ile ilgili algoritmaların hacim akustiğinde kullanılmaya başlanmasıyla bu parametrelerin hacim içindeki dağılımları ve değişimleri tasarım aşamasında hesaplanabilir hale geldi li yıllarda gelişmiş algoritmalar ve yüksek hızlı bilgisayarlar üzerinde yapılabilen benzetimler (simulasyonlarla) kapalı hacimler içindeki ses alanlarının özellikleri önceden kestirilebilir, hattâ hacim fiziksel şeklini aldığında içerde oluşacak ses sanal seslendirme (aurilasition) yoluyla daha tasarım aşamasında dinlenebilir hale geldi. Süreçteki belirsizlikler ve düşük frekanslarda (bas seslerde) geliştirilen yöntem ve algoritmaların yetersizliği hâlâ devam etmesine karşın bilgisayarla benzetim yoluyla akustik tasarım tekniği yaygınlaştı. Nesnel parametrelerin hesaplanması ve mekân içinde dağılımlarının optimizasyonu ile ilgili gelişmeler sürerken, aslolanın işitme ile ilgili öznel (sübjektif) değerlendirmeler olduğu gözardı edilmemelidir. Şarap tatma deneyimi ile eşdeğer tutulan salonların işitmeye dayalı öznel (sübjektif) değerlendirmesi, işitme ile ilgili henüz keşfedilmemiş bir dizi gizleri içermektedir (2). Bu çalışmada akustik tasarımı süreci ile ilgili temel bilgiler verilmiştir. Sürecin uygulanması Cumhurbaşkanlığı Senfoni Orkestrası Konser Salonu Yenilenme Projesi örneğinde ele alınmıştır. Koruma altındaki bir yapının akustik tasarımı, karşılaşılan zorluklar ve aşılma önerileri ile ayrıntılı olarak açıklanmıştır. 2. Akustik Tasarım Parametreleri 2.1 Nesnel Parametreler: Çınlama süresi, ses kaynağı kapatıldıktan sonra hacimde sesin sönümlenerek başlangıç enerjisinin milyonda birine (=60-dB) düşmesi için geçen saniye (s) cinsinden süre olarak tanımlanmaktadır. Türkçede yansışım süresi, yankılanma süresi, reverberasyon süresi olarak da kullanılmakta olan bu parametre Sabine tarafından geliştirilmiş ve dağınık ses alanlarına sahip hacimler için salon hacmi ile doğru, ses yutma alanı ile ters orantılı kendi adını taşıyan basit bir formülle ifade edilebilmektedir (Şekil 1). Burada V, mekânın m 3 olarak hacmini, A ise m 2 -sabin olarak eşdeğer ses yutma alanını simgelemektedir. Bitirme yüzeylerinin ses yutma katsayısı, a frekans a göre değiştiği çınlama süreleri de frekansa bağlı olarak değişecektir. Ses alanı ile ilgili temel varsayım dağınık alan koşulunda, alan özellikleri (basınç, hız vb.) yön ve uzaklık ayrımı yapılmadan heryerde aynı olacağı için bu koşullarda toplanmış parametreli bir sistem yaklaşımı ile ele alınarak bulunan Sabine Formulünden hacim için tek bir çınlama süresi değeri hesaplanabilecektir. Dağınık ses alanları için sönümleme eğrisi düzgün ve tek bir eğime sahip olacaktır. Dağınık olmayan alan koşullarına formulün uyarlaması (Eyring, Millington-Sette, Filtzroy) yapılmış olsa da toplanmış parametre yaklaşımı değişmediğinden hesaplanan çınlama süreleri frekansa göre değişen ancak ses kaynağı ve verici konumu konfigürasyonundan etkilenmeyen değer olarak hesaplanacaktır. Sonuç olarak formülden bulunan çınlama süresi değerleri, bütün hacmin çınlama özelliğinin gösterge değeri olarak kabul edilecektir. Bu da her seyirci konumunda ölçülen çınlama süresi değerlerinin aritmetik ortalaması olarak görülebilir. Çınlama süresi değerleri, frekansa göre değişiklik gösterdiği için insan işitme sisteminin frekansa göre davranış özellikleri dikkate alınarak 135

3 Şekil 1. Çınlama süresinin tanımı. Fig. 1. Defining the reverberation period. değerlendirilmelidir. İşitme ile ilgili özellikler oktav frekans bantlarında ifade edildiği için hem malzemelerin ses yutma katsayısı hem de çınlama süresi değerleri oktav bantlarda ölçülmek ve ifade edilmek durumundadır. Konuşma frekanslarının baskın olduğu oktav bantlar 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz konuşma ile ilgili akustik tasarımda dikkate alınmak zorundadır. Müzik ise çok daha geniş frekans aralığına yayıldığı için bas sesler için 125Hz-250 Hz, orta frekanslar için 500 Hz-1000 Hz, tiz sesler için ise 2000 Hz Hz merkez frekanslı oktav bantları kullanılmaktadır (3). Salonlar için belirtilen çınlama süreleri, orta frekanslarda (500 Hz ve 1000 Hz) aritmetik ortalaması değerleridir. Elektroakustik güçlendirmeli müziğin icra edildiği hacimlerde düşük frekanslarda da çınlama sürelerinin kısa tutulması gerekmektedir. Erken sönümleme süresi (EDT), ses kaynağı kapatıldıktan sonra ses basıncı düzeylerinde 10 db düşme için geçen sürenin 6 katına eşit süre olarak tanımlanır. Başka bir deyişle, ses kaynağı susturulduktan sonra sönümleme ilk 10 db düşme hızıyla devam ederse 60 db e ya da milyonda bir e eşit düşme için geçen süre erken sönümleme adını almaktadır. Genelde, eğer hacim içindeki ses alanı dağınık alan koşullarına yakın ise EDT çınlama süresinden daha uzun olacaktır. Tam dağınık alan koşullarında EDT ile çınlama süresi aynı olacaktır. Erken sönümleme süresi insanların çınlamaya nesnel tepkilerini, çınlama süresinden daha iyi tarif ettiği için kullanılmaktadır. Belirli bir ses kaynağı-alıcı (dinleyici) konumu konfigürasyonu ele alındığında alıcı konumuna ilk olarak doğrudan ses ulaşacaktır. Bunu öncelikle yakın yüzeylerden gelen birincil yansımalar, daha sonra da, mekân boyutlarına bağlı olarak uzak yüzeylerden gelen birincil yansımalar ve/veya yakın yüzeylerden ikincil yansımalar izleyecektir. Her bir yansıma doğrudan ses ile birlikte zaman eksenine göre (alıcıya gelme süreleri göz önüne alınarak) sıralandığında odaya ve seçilen kaynak-alıcı konfigürasyonuna özgü bir yansıma örgüsü elde edilir. Bu örgü, kaynak konumunda darbe (patlama) türü bir ses üretildiğinde alıcı konumunda oluşacak ses basıncının karesinin ya da ses basıncı düzeyinin (Lp) zamana göre değişimi ile aynı olacaktır. Yansıma örgüsü ya da darbe yanıtı hacim içinde bulunan akustik sistemin dinamik özellikleri ile ilgili çok önemli bilgiler içermekle birlikte yansımaların oluşturması olası yankı vb. marazlar konusunda da ipuçları taşımaktadır. Ölçülebilen bir özellik olan darbe yanıtı kullanarak çınlama süresi, erken sönümleme süresi (EDT) vb. akustik tasarım parametrelerinin hesaplanması darbe yanıtının integralinin alınmasıyla mümkün olmaktadır (3, 4). Doğrudan sesten 50 milisaniye (ms) ve daha fazla gecikmeyle alıcıya ulaşan kuvvetli bir yansıma (büyük bir olasılıkla birincil yansıma olacaktır) yankı oluşturur. Bu durum işitme sistemi tarafından istenilmez ve rahatsız edici bulunur. Yankı, sönümlenen seste bulunan kuvvetli bir yansıma ile de oluşturulabilir. Oda yüzeylerinin tasarımı, özellikle ilk gelen yansıma ile doğrudan sesin izlediği uzaklık farkının 50 ms lik gecikmeye karşılık gelen 17 m yi aşmaması ilkesi göz önüne alınarak yapılmalıdır. Bütün yansıtıcı yüzeylerin hacim içinde konumlandırılmasında bu ilke gözönüne alınmalıdır. Alıcıya gelen erken yan yansımaların enerjisinin doğrudan ses ve erken yansımaların enerjilerine göre değeri, oda izlenimi (dinleyicinin müzik tarafından kucaklanması ya da çevrelenmesi) açısından çok önemlidir. Dikdörtgen salonlarda bu özelliğin sağlanabilmesi için salon uzunluğunun genişliğinden fazla olması gerekmektedir. Ayakkabı kutusu formuna sahip salonlarda bu özellik oldukça ön plandadır. Erken Yan Yansıma (LF) parametresi darbe türü bir ses kaynağından oluşan ve yan yüzeylerden gelen yan yansımalarla ilgili sesin enerjisinin o konuma ulaşan toplam ses enerjisine oranı olarak tanımlanmaktadır. Yanlardan iki kulağa ulaşan seslerin birbirlerinden farklı olması işitme sisteminin özellikle kaynak konumlama (lokalizasyon) yetkinliğini geliştirmesi açısından çok gereklidir. Senfonik müzik için bu parametrenin 0,25 mertebesinden düşük olmaması istenmektedir. Kapalı hacimler içinde sesin yüzeylerden erken yansımaları (doğrudan sesten sonraki 200 ms içinde ulaşan yansımalar) salonun akustik özellikleri için belirleyici olmaktadır. Doğrudan sesin alıcıya ulaşmasından sonraki 80 ms içinde ulaşan yansımalar hacimdeki ses berraklığı ve müzik performansının tanımlanması ile doğrudan ilintilidir. Zaman içinde erken yansımaların dağılımı (yansıma örgüsünde erken yansımaların yoğunluğu) incelenerek berraklık parametresi (C80) geliştirilmiştir. Başka bir deyişle, ilk 80 ms içinde ulaşan sesin enerjisinin bu süreden sonra ulaşan sesin enerjisine göreceli değeri bir tasarım parametresi olarak işlev görmektedir. Bu parametre ayrıca berraklık ile çınlama arasındaki dengeyi de simgelemektedir. Konuşma amaçlı hacimlerde sesin anlaşılabilirliği önemlidir. Bu durum konuşmacının sarf ettiği her bir hecenin bozulmadan dinleyiciye ulaştırılması için uygun mimari akustik altyapıyı gerektirmektedir. Çınlama sürelerinin konuşma frekanslarında kısa tutulması, temel amaç olmakla birlikte C80 parametresinin (ya da bir başka versiyonu C50) değerinin pozitif db değerleri alması gereklidir. Bunun anlamı, erken gelen sesin 80 ms (ya da 50 ms) içindeki enerjisinin 80 ms (ya da 50 ms) den sonra toplam işitilen sesin enerjisinden yüksek olmasını gerektirmektedir. Senfonik müzik icra edilen hacimlerde ise bunun tam tersi olacaktır. Senfonik müziğin iyi algılanması çalınan notaların birbirleri üzerinden kayarcasına dinleyici tarafından işitilmesi ile mümkün olabilecektir. Bu durumda çınlama sürelerinin uzun, berraklık parametresinin ise negatif db değerler alması öngörülmelidir. Senfonik müzikte çalınan müziğin havada asılı kalması ve geç sönümlenmesi istenmektedir. Bu da uzun çınlama süreleri ile mümkün olabilecektir. Orta frekanslardaki çınlama süreleri derslikler için 0,6 s-0,7 s, Operalar için 1,4 s -1,8 s, senfonik konser salonları için ise 1,7 s -2,4 s aralıklarında seçilmektedir. Hacimle doğru orantılı olarak değişen bu parametre ayrıca senfonik müzik performanslarının türü ile de yakından ilgilidir. Örneğin barok müzik, Mozart ve Vivaldi eserleri 1,7 s 136

4 çınlama süresi gerektirirken Çaykovski ve Mahler 2 s nin üzerinde orta frekanslarda çınlama altyapısı gerektirmektedir. Akustik tasarım yol haritasında ilk adım, kişi başına düşen hacmin belirlenmesi olmalıdır. Çizelge 1 işleve göre hacim gereksinimini özetlemektedir. Tek bir işleve göre tasarım yapıldığında, seyirci kapasitesi verildiğinde salonun toplam hacmi belirlenebilecektir. Mimari olarak form ve boyutlar belirlendikten sonra, iç mimari projesi ile mimari tasarım, akustik tasarım süreci ile elele yürümek zorundadır. Çok işlevli kullanımlar için değişik seçenekler arasında mimarın insiyatifiyle seçim yapılabilir. Bu seçenekler 1.Geleneksel Yöntemler: Salon duvarlarında değişken ses yutma özelliği tasarımı ile kısa çınlama süresi gerektiren işlevlerin icrasında salon içine perde, hareketli duvar ve tavan elemanları ile ses yutmayı artıran öğeler eklenmesi (İzmir Ahmet Adnan Saygun Sanat Merkezi Büyük Salon) sıkça başvurulan bu türden bir yöntemdir. Salon tavanının alçaltılıp yükseltilerek değişken hacim elde edilmesinin de yurtdışında başarıyla uygulanmış örnekleri vardır. 2.Bağlaşık Hacim Konsepti Uygulamaları: Belli işlevler için ana salon hacmine ek hacimler eklenerek ses enerjisi alışverişi yapabilecek bağlaşık hacimler elde edilmesi örneğin Heydar Aliyev Merkezi Oditoryumu, (Bakü, Azerbaycan), Lucerne Concert Hall, (Lucerne, İsviçre), Myerson- McDermott Hall, (Dallas, ABD). 3.Elektroakustik Yöntemler: Çınlama süreleri çok kanallı elektro akustik sistemlerle birlikte çalışan kontrol sistemi aracılığıyla elektronik olarak uzatılabilmektedir. Teknolojik gelişmelerle bu yöntemler son yıllarda rağbet kazanmıştır. Meyer Sound Constellation Sistemi (Zellerbach Hall- Berkeley) ve LARES (Berlin Staatsoper) en çok tercih edilen sistemlerdir. 3. Cumhurbaşkanlığı Senfoni Orkestrası Konser Salonunun Yenilenmesi Projesi 3.1 Yenilenme Öncesi Durum: 2007 Şubat ayında Cumhurbaşkanlığı Senfoni Orkestrası Yönetimi (CSO) tarafından var olan (eski) durumu değerlendirmek üzere davet edilmiştim. Başlangıçta en çok şikayet edilen konu olan koltuklar ile ilgili sorunların çözümüne katkı yapmam İşlev Doelle Kişi/Hacim (Kişi/m 3 ) istenmiştir. Bunun yanında salon akustiği ile ilgili çözüm önerilerinin bir raporla belirtilmesi de talep edilmiştir. Salonda yapılan ölçüm ve gözlemlerde çınlamanın yetersiz ve kısa, Çevresel Gürültünün Değerlendirilmesi ve Yönetim Yönetmeliği nce 25 dba olması gereken tesisat kaynaklı arka plan gürültüsü düzeyinin protokol sıralarında 32 dba olduğu saptanmıştır. Saptamalar ve çözüm önerileri bir rapor ile CSO yönetimine sunulmuştur. Salondaki sorunların yalnızca koltuklarla sınırlı olmadığı, çözüm bekleyen daha ciddi sorunların bulunduğu bildirilmiştir yılında salonda yapılan düzenleme sonucu koltukların aralarının dar ve sıralara göre farklı olması nedeniyle dinleyici şikayetleri yoğun idi. Ayrıca yapılan uygulamada salon yan duvarlarına şeritler halinde halı parçaları yapıştırıldığından salon içinde artan ses yutumu, doğal sesli müzik icrasına uygun olmayan akustik koşullar oluşturuyordu. Bu durum orkestrayı sürekli yüksek düzeyde (forte) müzik icra etmesi zorunluluğu ile karşı karşıya bırakıyordu. Orkestra özellikle piyano çalması gerektiğinde salondan yeterli yanıt alamıyor, izleyiciler de müziği algılamakta büyük güçlük çekiyorlardı. Senfonik müzik için 1,7 saniye nin üzerinde olması gereken orta frekanslardaki (500 Hz-1000 Hz) çınlama süresi 1 saniye mertebesinde idi. Sahne tasarımı ve uygulamasında gerekli özen gösterilmediği için sahnede oluşması gereken/beklenen dağınık alan koşullarının yetersizliği nedeniyle müzisyenlerin sahne içi iletişimi olumsuz etkilenmekteydi. Bu durumda performans sırasında icracılar birbirlerini işitmekte güçlük çekmekte ve birliktelik sağlayamamakta idiler. Kısacası, eski düzenlenmiş şekliyle salon, konser işlevi amacıyla kullanılamaz halde idi. Yapılan gözlem ve saptamalara ek Maekawa En Düşük Önerilen En Yüksek Önerilen Aralık Konuşma Sinema Opera Çokamaçlı Senfonik Konser Çizelge 1. İşleve göre Hacim Gereksinimleri Table 1. Volume Requirements According to Function olarak orkestrada yer alan sanatçılarla görüşülmüştür. Sorunlar her enstrüman grubu liderinden dinlenerek akustik parametreler cinsinden tanılanmış ya da teşhis edilmiştir. Sanatçıların yeni düzenlemeden beklentilerini dile getirmeleri ayrıca istenmiştir. 3.2 Akustik Tasarım: Cumhurbaşkanlığı Senfoni Orkestrası Konser Salonu nun yeniden düzenlenmesi sürecinde geliştirilen akustik tasarım ile, bu tür salonların bilgisayar benzetimi (simülasyonu) için yaygın olarak bütnü dünyada kullanılmakta olan iki ayrı bilgisayar yazılımı (CATT Acoustic v8.0d ve ODEON v8.5) yardımıyla amaçlanan akustik hedeflere ne denli ulaşıldığı denetlenmiştir. Yapılan değerlendirmelerde akustik düzenleme çalışmalarında en başta salonun çınlama sürelerini artırmak amaçlanmıştır. Koruma altında bulunan yapının izin verdiği fiziksel sınırlar dikkate alınarak proje müellifi (TÜMPLAN Mimarlık, Özgür-Azize ECEVİT) ile etkileşimli çalışılarak mevcut salonun tavanı yükseltilmiş ve kişi başına düşen hacim miktarlarında (5 m 3 ten 7,5 m 3 e) dünya standartlarına (9 m 3 ) yaklaşılmıştır. Bununla senfonik müzik konserleri için uygun çınlama süreleri elde etmeye yönelik en önemli ön koşul sağlanmıştır. Ayrıca hacimden en fazla akustik yarar elde etmeye yönelik ahşap ızgara şeklinde açık sahne üstü yansıtıcı sahne tasarımında değerlendirilmiştir. Görüş çizgileri de dikkate alınarak koltuk sıraları arasındaki uzaklık eşit ve çağdaş standartlarda (95 cm) projelendirilmiştir. Yeni düzenleme ile salon seyirci kapasitesi 720 ye çıkarılmıştır. Salon havalandırması var olan klima santrali ile döşemeden üfleme suretiyle yapılmış ve sahne havalandırmasının bundan bağımsız olarak ayrı, ek bir klima santralı marifetiyle gerçekleştirilmesi öngörülmüştür. 137

5 Salondan görünümler. Views of the hall. Böylelikle tesisat kaynaklı arka plan gürültüsünün çağdaş uygulamalara paralel olarak NC-20 gürültü ölçütünü sağlayacak biçimde mekânik tesisat öğeleri ve çalışma koşulları yeniden tasarlanmıştır. Salon dekorasyon projesinin detaylandırılması ile yan duvarlar üzerinde oluşturulan düzensizliklerin sesin salon içine saçılarak dağılımını kolaylaştırması ve salonun akustik özelliklerine olumlu katkıda bulunması öngörülmüştür. Yan duvarlar ile sahne arkası ve arka duvar üzerine sesi dağıtmak ve salon içinde dağınık ses alanı oluşturmak amacıyla matematiksel serilere göre tasarlanmış ses dağıtıcıları (QRD) ya da ses saçıcıları kullanılmıştır. İhale ile edinilen senfonik müziğe uygun koltukların ses yutma özellikleri yurtdışında akredite laboratuvarlarda ölçtürülmüş ve tasarımda bu ölçüm sonuçları kullanılmıştır. Yapılan bilgisayar benzetim çalışmalarından elde edilen sonuçlar aşağıda özetlenmiştir: Senfonik müzik amaçlı kullanım için dolu salonun çınlama ve erken sönümleme karakteristiği, özellikle Mozart ve Beethoven gibi bestecilerin eserlerinin icrasına uygun bulunmuştur. Ayrıca Oda Müziği ve Barok müzik içerikli işlevler için de gerekli akustik koşulların oluşacağı öngörülmektedir. Orta frekanslarda 1,8 s çınlama süresi elde edilmesi olanaklı gözükmektedir. Erken yan yansıma oranlarının (Early Lateral Fraction) bütün salonda çok düzenli ve senfonik müziğe de uygun değerlerde gerçekleşeceği anlaşılmıştır. Özellikle yan duvarlar üzerine yerleştirilen saçıcıların etkinliği açıkça gözlenmektedir. Yenileme çalışmaları sonucunda salonun yüksek erken yan yansıma oranları ile anılacağı düşünülmektedir (Şekil 2). Sesin Berraklık (Clarity) Parametresinin salondaki dağılımının oldukça düzenli ve normlara (-2dB) uygun olacağı anlaşılmıştır (Şekil 2). Salondaki göreceli A-ağırlıklı ses düzeyleri dağılımlarının düzenli ve normlara uygun olacağı (en yüksek fark 4 db dolayındadır) görülmüştür. Salon içinde ses düzeyleri arasındaki en yüksek farkın 10 dba dan küçük olması ölçütü rahatlıkla sağlanmaktadır. Ses yalıtımı amaçlı tasarım çalışmalarında fuaye, kafeterya ve genel dolaşım alanlarının tavan ve Şekil 2. Akustik Tasarım Berraklık ve Yan Yansıma Oranı Parametrelerinin Salon içinde Dağılımı Fig. 2. Acoustic Design Clarity and Lateral Fraction Ratio Parameters Distribution Inside the Hall duvarlarına ses yutucular uygulanarak çınlama denetimi yapılmıştır. Sanatçı çalışma odaları ve kayıt odası ses yalıtımı açısından yeniden projelendirilmiştir. Salonun tavanının yükseltilmesi sürecinde kurşun ve betopan levhalarla yeniden çatı yalıtımı tasarımı gerçekleştirilmiştir. Konser salonu ve çalışma odaları için uygun yalıtım özelliklerine sahip kapı tasarımları geliştirilmiştir. 4. Sonuç Uygulama sonucunda salondaki akustik koşullar bütün sanatseverler tarafından farkedilmiş ve beğenilmiştir. Orkestra üyeleri mimari proje ile genişletilen ve duvarlarında matematiksel serilere göre oluşturulan ses saçıcı yüzeyler marifetiyle sahne içinde birbirleriyle performans sırasında müziksel iletişimi kurar hale gelmişlerdir. Bu sonuçta sahne üzerinde Niels Jordan ın önerisiyle oluşturulan ızgara şeklindeki sahne üst yapısının katkısı da hissedilir düzeyde olmuştur. Çınlama süreleri orta frekanslarda 1,75 s mertebesinde ölçülmüştür. CSO şimdilerde yenilenmiş salonunda haftada iki gece kapalı gişe konser vermektedir. Salonun akustik değerlendirmesini, proje ve imalat kontrolu için görevlendirilen Niels Jordan (Jordan Akustik) açılış haftasında orkestranın provalarını izledikten ve 12 Kasım 2008 deki açılış konserini dinledikten sonra aşağıdaki sözlerle yapmıştır: 12 Kasım 2008 de yapılan provaları ve resmi açılış konserini izledikten sonra kişisel olarak yaşadığım akustik izlenimleri belirtmek isterim. Bu izlenimler salonun ön, orta, arka ve yan kısımlarındaki çok sayıda koltukta işitilen akustik özelliklere dayandırılmaktadır. Öncelikle salonun seyircili haliyle akustik başarımını (performansını) çok başarılı bulduğumu belirtmek isterim. Açılış konseri sırasında hem Doğuş Çocuk Orkestrası, hem de CSO ve koro sahnede icra ederken, her üç topluluğun da kendilerini müzikal açıdan ne kadar başarılı ifade ettiklerini ve başarılı icrada bulunduklarını gözlemlemek benim için hayret verici bir deneyimdi. Orkestral bütünlük içinde işitilmesi ve ayırdedilmesi güç olan kontrabas, obua, viyolensel vb. çalgıların salonda işitilen seslerinin dolgunluğu, yüksekliği ve meydana çıkmaları inanılmaz düzeydeydi. Sanki sahnede oluşturulan tasarım ile elde edilen 138

6 akustik özellikler her bir enstrümanın varlığını ve özelliklerini belirginleştirmiş, çalınan yavaş müzik pasajlarına harika bir sıcaklık ve lirik kalite eklemiş ve de hızlı pasajlarda oluşması olası bulanıklığı engellemiş gibiydi. Salon orkestranın icra sürecinde renkliliği güçlendirmeyi başaran göz kamaştırıcı (spektaküler) yetkinlik göstermektedir. Yakın ya da candan (intimate) dinleme koşullarının oluşması salonun her koltuğunda başarılmıştır. Salonda akustik açıdan kötü koltuk yoktur. Yenilenen konser salonu solo konserlerden oda müziğine ve açılış gecesinde mükemmel düzeyde iyi icra edilen korolu Beethoven bestesine kadar bütün müzik türleri için mükemmel akustik koşullar sunmaktadır. Bunun yanısıra salonun Mahler vb. bestecilerin yüksek enerjili/sesli eserleri için bu mükemmellikte akustik performans göstermesi beklenmemektedir. Akustik açıdan açılış gecesi deneyimlerim aşağıdaki şekilde özetlenebilir: Hissedilen ya da algılanan öznel (sübjektif) çınlama ölçüsü olarak da bilinen erken sönümleme süresi (Early Decay Time-EDT) nin bu büyüklükte bir salon için en uygun olan 1,7 s mertebesinde olduğu anlaşılmaktdır. Orkestranın ürettiği sesin berraklığı ya da netliğinin (Clarity-C80) çok yüksek düzeyde olduğu algılanmıştır. Bu hissin oluşmasının nedenleri salonun ayakkabı kutusu olarak nitelendirilen formu ve eninin kısa ya da dar oluşudur. Salonun nispeten küçük hacmine ve ayakkabı kutusu olarak nitelendirilen formuna bağlı olarak güçlülük etkeni (strength factor-g) yüksek olarak algılanmıştır. Son olarak da çok tatmin edici bulduğum müzik izlenimi (müzik tarafından çepeçevre kuşatılmaenvelopment/intimacy) duygusu ile ilintili yan yansımaların (Lateral Fraction- LF) varlığı yukarıda belirtilen etkenler marifetiyle açıkça hissediliyordu. Duvarlar ve tavandaki saçıcılar/ dağıtıcıların varlığı nedeniyle oluşan dağınık ses alanı, salon içinde yankı vb. akustik hataların ve kusurların oluşmasını önlemiştir. Prova sırasında arka plandaki havalandırma/klima sistemi kaynaklı tesisat gürültüsünün düzeyinin çok düşük olduğunu gözlemledim. Kullanıcılar açısından değerlendirildiğinde İsrailli maestro Omri Hadari nin söylediklerini Müzik Yazarı Şefik Kahramankaptan ın ağzından dinleyelim: Bir konser sonrası, şef Omri Hadari yi ziyarete gittiğimde aldığım ilk tepki Harikulade oldu. Sahnede bütün çalgıları ve ayrıntıları duyarak yönetmek beni coşturdu. Orkestranız da çok iyi. Kaynaklar 1.Sabine, W. C.; Collected Papers on Acoustics, Harvard University Press, Cambridge, MA, Lokki, T.; Tasting Music like Wine: Sensory Evaluation of Concert Halls, Physics Today, NY, January 2014, Çalışkan, M.; Mimari Akustik, Ders Notları, (İZOCAM Yapı Eğitim Merkezi, Long, M.; Architectural Acoustics, Elsevier Academic Press, NY, Doelle, L. L.; Environmental Acoustics, McGraw-Hill, NY, *Mehmet Çalışkan, Prof. Dr. Orta Doğu Teknik Üniversitesi Makina Mühendisliği ve Mimarlık Bölümleri Orkestra. Orchestra. Acoustical Design and Renovation Project for the Presidential Symphony Orchestra Concert Hall MEHMET ÇALIŞKAN» Acoustical design in architecture is a design process that aims to achieve acoustical comfort conditions appropriate for the function of a particular space. Its importance is directly related to realization of the building s functions i.e. its architectural programme. Several acoustical parameters employed in acoustical design process are explained in the study. Key issues in the acoustical design of spaces are addressed. Approaches used in the design of multi functional spaces are described and examplified. The process is demonstrated by the acoustical design of recently renovated hall for the Presidential Symphony Orchestra in Ankara. Only a few of acoustical parameters like reverberation time, clarity and early lateral fraction predicted from computer simulations of the hall are presented due to the limited space available. It is shown that the sensory evaluation of halls for music performance relies on subjective attributes of these objective parameters. Importance of stage design in symphonic halls is emphasized by the case study presented in the article. 139

7 Dosya: Akustik Heydar Aliyev Merkezi Oditoryumu Akustik Tasarım Süreci The Acoustic Design Process for the Auditorium at the Heydar Aliyev Centre ENGLISH SUMMARY ON PAGE 151 Şekil 1. Heydar Aliyev Merkezi, meydan. Fig. 1. Heydar Aliyev Centre, plaza. ZÜHRE SÜ GÜL* MEHMET ÇALIŞKAN**» 1. Giriş Azerbaycan ın Bakü şehrinde yer alan Heydar Aliyev Kültür ve Kongre Merkezi temel olarak kütüphane, müze, oditoryum ve çokamaçlı salon işlevlerini barındıran hacimlerin tek bir çatı altında bir araya gelmesi ile yapılaşmıştır. Yürütülen akustik tasarım süreci akustik ölçütler doğrultusunda farklı kullanımlara uygun konfor değerlerini sağlamaya yönelik yöntem/teknik, detay ve malzeme üzerine çözüm önerilerini kapsar. Bu süreçte mimari ve estetik konsept/değerlerin sınırları içerisinde kalmak önceliklidir. Zaha Hadid Architects (ZHA) imzasına sahip yapı sürekli tek bir örtü halinde katlanarak devam eder ve kıvrımları arasında temel işlevler tanımlanır. Müze kütlesi cam cephesiyle doğal peyzajdan yukarı doğru hafif bir tepe olarak yükselir. Başka bir baskın eleman kuzeydeki kütüphane kıvrımının daha dik ve göze çarpan kütlesidir. Oditoryum ve çokamaçlı salon, dış kabuğun alçalarak Kültür Meydanı olarak tariflenen topografyaya aktığı yatay kütlenin içerisinde konumlandırılmıştır. Her iki mekân meydana ile plazaya doğrudan açılır kişilik oditoryum konferans, konser ve opera kullanımlarına evsahipliği yapacak bir çokamaçlı salon kurgusundadır. Tasarımında dar kesitte iç içe geçmiş halkaların birbirini sarması ile bütünleşen oditoryum iç hacmi ahşap bitirme yüzeyleri ve koltuklar haricinde farklı bir malzemeye yer vermez. Ana giriş kapıları iç galerilerle bağlantılı fuayelere açılır. Bütün bu galeriler ise çatı örtüsü altında birbirine bağlaşık akustik alanlar yaratır (1, 2). 2. Oditoryum Akustik Tasarımı Mimari akustikte birbirine zıt akustik koşulları gerektiren konuşma ve müzik etkinliklerinin bir arada kullanımı çözümü en zor mekân tipini doğurur. Farklı kullanımlar için gerekli akustik konfor koşullarından ödün vermemek üzere değişken akustik alanların yaratılması gerekmektedir. Örneğin Foto: Yasemin K. Enginöz 144 YAPI 387 ŞUBAT 2014

8 konuşmanın anlaşılabilirliği çınlamanın düşük olduğu daha kuru bir mekânda yüksek düzeyde sağlanabilirken bu tarz bir mekân opera ya da senfonik müzik için ölü ve doğal ses düzeyleri ya da öznel olarak sesin yüksekliği açısından yetersiz kalacaktır. Senfonik müzikte mekânın akustik açıdan canlı ve dinleyici alanlarında homojen ses dağılımına sahip olması gerekmektedir. Bununla ilgili olarak sesin yakınlığı/ oda izlenimi, canlılık, sıcaklık, berraklık, parlaklık, sahne ve orkestra alanında denge, karışım ve birliktelik, doku, tonal kalite ve dinamik aralık gibi bütün öznel parametreleri uygun aralıklara getirmek için ilgili nesnel akustik parametreler üzerinden bir optimizasyon çalışması gereklidir. Heydar Aliyev Kültür Merkezi akustik tasarımındaki güçlük benzer şekilde konferans, konser ve opera performanslarına yer verecek çokamaçlı kullanıma uygun birbirinden farklı ve zıt akustik gereksinimlerin tümünü birden sağlayabilmektir. Her bir işlev için öncelik sırasına göre optimum değerleri yakalayabilmek üzere malzeme, form, konum ve hacim mimari girdileri kullanılarak bir optimizasyon/en iyileştirme çalışması yürütülmüştür. Ana mimari çizgide herhangi bir değişiklik/tolerans söz konusu olmadığı için malzeme ve yüzeylerde önemli değişimlere sebep vermeden farklı gereksinimlere yönelik uygun akustik koşulları sağlayabilmek önceliklidir. Projenin ilk aşamasında uluslararası standartlara göre çokamaçlı kullanıma uygun akustik parametre sınır değerleri belirlenmiştir. Mimari grubun konsept projesi üzerinden ön çalışma yapılarak, var olan tasarımın akustik açıdan yeterliliği değerlendirilmiştir. Ön değerlendirme için gerekli olan akustik model geliştirilmiş ve var olan malzeme, hacim ve formlarla ilk olarak akustik simülasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. Akustik simülasyona veri olarak girmek üzere mekânın tümünün gemi gövde kesitinde kaplandığı masif ahşap malzeme örneğinin empedans tüpünde ses yutma katsayısı değerleri ölçülmüştür. Mekân mimari yaklaşım gereği tümüyle iç bükey hatlarla dalgalanmalardan oluşan hiçbir düz çizgi ve dik köşe oluşumuna izin vermeyen bu yansıtıcı ahşap yüzeylerden oluşmaktadır. İç bükey yüzeyler ses odaklanmaları ve sert yansımalara neden olarak, salon içerisinde belli bölgelerde sesin patlamasına öteki alanlarda ise ölü noktaların oluşumuna yol açar. Bu nedenle büyük iç bükey geometri sese duyarlı mekânlarda çok tercih edilmeyen yüzey formudur. Benzetimlerle de desteklenen bu marazı engellemek üzere ilk aşamada yüzey formlarını büyük dairesel dilimlerden daha küçük dalgalanmalara kaydırarak salon içinde saçınımı artırarak düzgün bir ses alanı oluşturmak hedeflenmiştir. İkinci olarak mekânın farklı işlevlere göre kullanımını desteklemek üzere bir yöntem geliştirme çalışması yürütülmüştür. Değişken akustik koşullar ancak mimari parametrelerden malzeme ya da hacmin kullanıma göre farklılaştırılması ile yaratılabilir. Mekânın mevcut malzemelerinin farklı kullanımlar için değiştirilmesinin mimari olarak uygun görülmemesi ve döner yüzeylerin hem mühendislik hem de ekonomik olarak önerilmesinin doğru bir çözüm olmaması ile yeni yöntem arayışına gidilmiştir. Bu noktada akustik biliminde yeni bir araştırma konusu olan bağlaşık hacimlerde enerji sönümlemesinden yararlanılmıştır. Optimizasyon çalışmaları sırasında geri dönüşümlü olarak akustik benzetimlerden yararlanılmış, benzetimlere girdi olacak malzeme önerilerinin saçınım karakteristikleri geliştirdiğimiz yazılımlarla test edilmiş, ses yutma katsayısı değerleri Foto: Hélène Binet ise empedans tüpü ölçümleri ile hesaplanmıştır. Oda akustiği kapsamında ileriki bölümlerde ayrıntıları sunulan çalışmalara ek olarak yapı akustiği ve gürültü kontrolü çerçevesinde çalışmalar yürütülmüştür. Salonu öteki yan mahallerden ayıran iç ve dış kabuk hiçbir ses köprüsüne sebebiyet vermeyecek şekilde kutu içinde kutu yaklaşımında birbirinden kopartılarak, her birleşim noktası için özel akustik detaylar geliştirilmiştir. Bu sayede fuaye, müze alanı, mekânik hacimler gibi çevre mahallerden oditoryum içerisine iletilecek gürültüye engel olunarak benzer şekilde oditoryumdan öteki kamusal alanlara sızması olası ses de en aza indirilmiştir Bağlaşık/Akuple Hacimlerde Ses Alanları: Heydar Aliyev Merkezi Oditoryumu akustik tasarım sürecinde bağlaşık hacim tekniği ile zamana göre ses akışının kontrolü, mimari tasarıma en az müdahale yanısıra gerçekçi ve uygulanabilir bir yöntem olarak tercih edilmiştir. Bu bölümde Oditoryumun çokamaçlı kullanımına yönelik farklı ses alanı senaryoları oluşturmada uygulanan teknik ve geliştirilen çözüm önerileri anlatılmaktadır. Son zamanlarda mimari akustikte bağlaşık hacim sistemleri zıt/ farklı akustik alanları yaratabilme potansiyelleri nedeniyle yurtdışında özellikle konser salonu tasarımlarında uygulanmaya başlanmıştır. Bu sayede berraklık ve çınlama gibi birbirini ters yönde etkileyen iki akustik parametre aynı anda sağlanabilirken öte yandan 145

9 Aktivite Konferans Sahne kabuğu Kaldırılmış halde Orkestra çukuru Bağlaşık hacim kapakları Orkestra Kapalı Kapalı Yok Şekil 1. Bağlaşık hacim konumu; plan (üstte), kesit (altta); kaynak: MEZZO Stüdyo, Fig. 1. Location of the coupled volume; plan (above), crosssection (below); source: MEZZO Stüdyo, Konser Yerinde Kapalı Açık Sahne üzerinde Opera Kaldırılmış halde Açık Kısmen açık Orkestra çukuru içerisinde Çizelge 1. İşleve yönelik akustik tasarım önerileri, kaynak: MEZZO Stüdyo, Table 1. Acoustic design proposals relating to function, source: MEZZO Stüdyo, yine benzer yöntemle farklı müzik üslup/tarzında performansların gereksinim duyduğu değişken akustik koşullar yaratılabilmektedir. Ayrıca konuşma ve müziğin bir arada kullanılacağı mekânlarda değişken hacim-malzeme eşleşmeleri ile çınlama süreleri kontrol altına alınabilmektedir. Bu teknik çerçevesinde çınlama odası işlevinde büyük ve yansıtıcı ek hacimler ana mekâna/salona sahne kulesi (sahne Şekil 2. Sahneden salona doğru ODEON 3DOpenGL görünüşü, kaynak: MEZZO Stüdyo, Fig. 2. View of ODEON 3DopenGL seen when looking from stage to auditorium, source: MEZZO Stüdyo, kulesi kuplajı), salon yan duvar yüzeyleri ya da salon tavanındaki (dağınık kuplaj) kapak ya da kapılar vasıtasıyla bağlanarak mekânlar arası enerji akışı sağlanabilir (3, 4). Bağlaşık hacim sistemi temelde iki ya da daha çok hacmin kuplaj kapağı olarak tanımlanan akustik açıdan geçirgen bir yüzey ile birbirine bağlanmasından oluşur. Böyle bir sistemde ses enerjisinin sönümlenmesi için gerekli süre mekânların kapalı durumlarında (bağlanmamış) birbirinden yeterli düzeyde farklıysa, kapaklar açık iken enerjisi fazla olan mekândan ötekine doğru bir ses akışı gerçekleşir. Bu enerji akışı gereksinim duyulan akustik karakterleri sağlayan çoklu eğimli (nonexponential) bir sönümleme eğrisi yaratır (5). Hızlı/erken sönümlenen ilk enerji ile konuşmada netlik, müzikte berraklık ve detayların birbirinden ayrımı sağlanırken daha yavaş sönümlenen ve bağlaşık hacimlerden gelen geç enerji ile konuşmada sesin gücü, anlaşılabilirlik, müzikte çınlama ile mekân tarafından kuşatılma/zarflanma hissi gibi normalde birbirine zıt öznel-nesnel ölçütler birlikte sağlanabilir. Dünyada akustik tasarımlarında bağlaşık hacim konseptinden yararlanan önemli konser salonları arasında şunlar sıralanabilir: Festival Hall, (Tampa, FL, ABD); Great Hall, (Hamilton, Ontario, Kanada); Lucerne Concert Hall, (Lucerne, İsviçre); Myerson-McDermott Hall, (Dallas, TX, ABD); Verizon Hall, (Philadelphia, PA, ABD); Bass Performance Hall, (Fort Worth, TX, ABD); Symphony Hall, (Birmingham, İngiltere). Akustik kuplaj yöntemi ile değişken, uzun/kısa, belirgin ve performansa bağımlı ses alanları yaratmak ya da başka bir deyişle akustik parametreleri kontrol Şekil 3. Oditoryum ışın izleme modeli, sahne kulesi hariç, kaynak: MEZZO Stüdyo, Fig. 6. Auditorium ray tracing model, apart from backstage, source: MEZZO Stüdyo, Şekil 4. Konferans kullanımı ışın izleme modeli, kaynak: MEZZO Stüdyo, Fig. 4. Ray tracing model for lecture use, source: MEZZO Stüdyo,

10 etmek bir takım mimari parametrelerin optimize edilmesine bağlıdır. Bunların içerisinde ana geometri, hacim, boyutlar, form, malzeme özellikleri ile kuplaj kapaklarının boyut ve konumları yer alır. Heydar Aliyev Merkezi Oditoryumu akustik tasarımında akustik parametre değerlerini işleve uygun sınırlara çekebilmek üzere bütün bu mimari parametreler üzerinden yoğun bir optimizasyon çalışması yürütülmüştür. Özet olarak bağlaşık hacim yöntemi ile Oditoryum asma tavanı üzerinde belli bir hacim kapatılmış (Bkz. Şekil 1, T3), bu hacmin içerisinde kullanılan malzemeler ve boyutları ile oynanarak doğal çınlama süresi ana hacmin üç katı olacak şekilde akort edilmiştir. Bağlaşık hacim tavanda döner kapılar kapatılıp açılarak belli oranlarda ana hacme birleşmektedir. Bağlaşık hacmin ana hacme katılması ile salon içerisine bu ek hacimden ses enerjisi fazlası akmakta, sonradan gelen ve ses sönümleme eğrisinin kuyruğunu uzatan bu enerji ile öznel olarak mekân daha canlı ve sesi güçlendirir niteliğe kavuşmaktadır. Bu sayede konferans kullanımı için salon üstü hacmi ana mekânında kapılar kapatılarak daha düşük çınlama süresi ve yüksek anlaşılabilirlik değerleri elde edilirken, kapılar istenilen farklı oranlarda açılarak opera veya konser kullanımına uygun daha yüksek çınlama süreleri sağlanmaktadır. Salon tavanı arkasındaki bağlaşık hacmin konser işlevinde akustik verimlilik sağlamak üzere kullanımının yanısıra bir başka bağlaşık hacim olarak sahne kulesi farklı bir amaç için kullanılmıştır. Bu konseptte hacim tümüyle ses yutucu malzeme ile ölü hale getirilmiş, salonun konuşmaya yönelik kullanımlarında sönümleme merkezi olarak farklı bir işlev üstlenmiştir. Opera ve konferans kullanımında salonun mevcut hacminin fazla gelmesi ile sahne üstü kanopisi açılmış, sahne kulesi, bağlaşık hacim ve salon arasında enerji dengelerinin kurulması sağlanmıştır. Farklı kullanımlara uygun hacimorkestra kabuğu kurguları Çizelge 1 de özetlenmektedir Akustik Benzetim/Simülasyon Çalışmaları: Farklı mimari akustik kurguları tasarım aşamasında değerlendirebilmek ve nesnel akustik parametreleri dinleyici noktalarında hesaplayabilmek üzere bilgisayar benzetimleri dünyada en yaygın olarak kullanılan yöntemdir (6, 7). Heydar Aliyev Merkezi Oditoryumu akustik benzetimlerinde ODEON Hacim Akustiği programı kullanılmıştır (8). Benzetimlerde geometrik altlığı proje müellifi Zaha Hadid Architects in iletmiş olduğu mimari model üzerinden basitleştirilerek geliştirilen akustik model oluşturmaktadır. Geliştirilen akustik modelde adet yüzey bulunmaktadır (Şekil 2). Salonun tahmini akustik etkileşimli hacim sahne kulesi ve akuple hacim hariç m³ tür. Akustik modelin simülasyon programına aktarılması ile öncelikle ışın izleme tekniği kullanılarak ses patikaları gözlenmiş ve modelin su sızdırmazlığı test edilmiştir (Şekil 3). Daha sonra ilgili yüzeylere malzemelerin ses yutma katsayıları tanıtılmıştır. Bu malzemelerden başlıcası olan 5 cm kalınlığındaki masif ahşap duvar, tavan bitirmeleri için kullanılacak meşe-mdf kesitinin ses yutma katsayısı MEZZO Stüdyo laboratuvarında empedans tüpü ölçümleri ile belirlenmiştir. ZHA tarafından seçilmiş olan koltuğun akustik verileri üretici firmadan temin edilmiştir. Konuşmacı, orkestra ve solist ifadesindeki ses kaynağı konumları konferans, konser ve opera için ayrı ayrı tanımlanmış, alıcı olarak dinleyici koltuk yüzeyleri seçilmiştir. Dinleyici yüzeylerinin 90x90 gridlere bölünmesi ile simülasyonun bir grup çıktısını oluşturan ses dağılım haritaları elde edilmiştir. Kullanımlara göre akustik analiz sonuçları sonraki bölümlerde özetlenmektedir. Değerlendirmelerde kullanılan akustik parametre sınır değer ve aralıkları (Çizelge 2) çokamaçlı salon kullanımı ve salon hacmi göz önüne alınarak belirlenmiştir (9, 10). Parametre Öneri aralık Hissedilebilir fark Konferans T s ( Hz ortalaması) 5% (yaklaşık 0.1 s) EDT s ( Hz ortalaması) 5% (yaklaşık 0.1 s) SPL salon içi ses düzeyi farklılıkları <10 db 2dB C80 0 ile +4dB 1dB Konser T s ( Hz ortalaması) 5% (yaklaşık 0.1 s) EDT s ( Hz ortalaması) 5% (yaklaşık 0.1 s) SPL salon içi ses düzeyi farklılıkları <10 db 2dB C dB 1dB LF > G salon içi ses düzeyi farklılıkları <10 db 2dB Opera T s ( Hz ortalaması) 5% (yaklaşık 0.1 s) EDT s ( Hz ortalaması) 5% (yaklaşık 0.1 s) C80-2 ile +2dB 1dB LF > G salon içi ses düzeyi farklılıkları <10 db 2dB Çizelge 2. Akustik parametre hedef değerleri. Table 2. Target values for acoustic parameters. 3. Akustik Tasarım Analizleri 3.1. Konferans Kullanımı: Konferans kullanımı çokamaçlı salonun öncelikli etkinliği olarak tariflenmektedir. Dolayısıyla bu senaryoda konuşmanın anlaşılabilirliği önem kazanmaktadır. Yansıtıcı ahşap yüzeylerle birlikte yüksek hacim, çınlama süresini artıran faktörlerdir. Çınlama süresinin istenilen sınırların üstünde olması ise anlaşılabilirliği olumsuz yönde etkiler. Çınlama kontrolü için ses yutma alanının artırılması gerekmektedir. Bu sebeple öncelikle salon arka duvarlarında meşe çıtalar arkasına ses geçirgen kumaş kaplı mineral yünü saklanmıştır. Bununla birlikte koltuk ve dinleyicilerin ses yutma alanına katkısı belirli bir sınırda kalmış ve çınlama sürelerini daha fazla düşürmek üzere ek önlemler gerekmiştir. Çözüm olarak konferans senaryosunda açık olarak tariflenen sahne kulesinin ses sönümleme merkezi olarak kullanılmasına karar verilmiştir (Şekil 4). Bunu sağlamak üzere sahne kulesi bütün duvar ve tavan yüzeylerinde tozumaya karşı ön yüzeyleri ses geçirgen siyah cam-tekstili kaplı, yüksek ses yutma kapasitesine sahip, 10 cm kalınlıkta ve 50 kg/m 3 yoğunlukta mineral yünü uygulanmıştır. Alınan önlemler konsept tasarım üzerinden yürütülen benzetimlerde elde edilen çınlama sürelerinin yaklaşık 147

11 Şekil 5. Konferans kullanımı global çınlama süreleri (T30&T20), kaynak: MEZZO Stüdyo, Fig. 5. Global reverberation periods for lecture use (T30&T20), source: MEZZO Stüdyo, ,3 s dolayında düşürülerek globalde 1,4 s lik limitlerin altına çekilmesini sağlamıştır (Şekil 5). Öte yandan farklı dinleyici konumlarında birbirine yakın/ eşdeğer çınlama süreleri gözlenmektedir. Bu durum arka duvarda daha yoğun ve küçük ölçekte, yan duvarlarda ise kıyasla daha geniş boyutlarda form bölünmeleri/ parçalamalarının ses saçınımına olumlu etkisi olarak değerlendirilebilir. Arka duvardaki çıtaların ses saçınımına katkısı sayesinde kaynağa en uzak konumdaki bu geniş çaplı iç bükey yüzeyin oluşturabileceği ses patlaması ve eko benzeri marazlar engellenmiştir. Çınlama süreleri ile doğrudan ilintili olan konuşmanın anlaşılabilirliği indisi (STI) haritalarına göre %90 dinleyici alanında 0.55 üzerinde değerler ile Orta-İyi olarak ifade edilen anlaşılabilirlik sağlanmıştır (Şekil 6). Konuşmacının güçlendirmesiz doğal sesi üzerinden yapılan bu değerlendirme elektro-akustik sistem varlığında anlaşılabilirliğin İyi-Çok İyi nitelemesine ulaşacağını ifade etmektedir. Konuşmanın anlaşılabilirliği indisine bir başka etken arka plan gürültüsüdür. Salon dış kabuğu çevresel gürültünün çatı, fuaye gibi dolaylı yollardan mekân içerisine geçişine yeterli düzeyde engel olacak şekilde tasarlanmıştır. Kutu içinde kutu konseptinde geliştirilmiş kesit katmanlaşması dış kabuğu iç kabuktan akustik anlamda tümüyle kopartmaktadır. Titreşim yalıtıcı tavan askı elemanları, çift cidarlı duvar sistemleri ve dilatasyon/yüzer döşeme önlemleri ile gürültü kontrolünün ifadesi olan yapı yollu (IIC) ve hava doğuşumlu ses geçiş kaybı indisi (STC) değerleri ölçütleri rahatlıkla sağlanmaktadır. Başka bir gürültü kaynağı olarak havalandırma sistemi (HVAC) uluslararası standartlarda çokamaçlı salonlar için belirtilen NR- 25 ölçütünü sağlayacak şekilde GMD Mühendislik tarafından çalışılmıştır. Benzetimlere bütün senaryolar için arka plan gürültüsü olarak frekans bazında NR-25 karşılığı değerler (dba) girdi olmuştur (11) Konser Kullanımı: Konuşma için yeterli ses yutma alanı sağlandıktan sonra konser performanslarında ön plana çıkan müzikle ilintili akustik parametrelerin optimizasyonuna başlanmıştır. Bu aşamada konuşmanın anlaşılabilirliğinin ön planda olduğu konferans kullanımında kıyasla düşük olan çınlama sürelerinin yükseltilmesi gerekmektedir. Salonu müzik kullanımına uygun hale getirmek üzere önceki başlıklarda detaylandırılan bağlaşık hacim konseptinden yararlanılmıştır. Bu kapsamda konferans kullanımında uygulanan bitirme yüzeylerine müdahale edilmemiş, hacim ilişkilerinde oynamalar ile çözüm aranmıştır. Öncelikle sahneye yerleştirilen orkestranın kendi içerisindeki dengesini faydalı ses yansımaları ile korumak üzere ön sahne etrafında bir sahne kabuğu tasarlanmıştır. Bu sayede salon ses sönümleme merkezi olan sahne kulesinden akustik anlamda tümüyle koparılmıştır. Bu haliyle hâlâ yetersiz kalan çınlama sürelerini yükseltmek ve aynı zamanda berraklık değerlerini çok düşürmemek amacıyla salon üzeri tavanında kapatılan hacmin (çınlama odası) kapakları tümüyle açılarak salona ek ses enerji akışı sağlanmıştır. Bağlaşık alan hacmi mimarinin izin verdiği konum ve boyutlarda tasarlanmıştır. İzin verilen ölçülerle yaklaşık 600 m³ lük hacim sahneye en yakın halka üzerindeki tavan boşluğuna konumlandırılmıştır. Ses enerjisinin bağlaşık alan hacminden salona doğru akmasına olanak sağlayacak çınlama süresi farklılığı hacim içerisinde kullanılan baskın yansıtıcı yüzeyler ve az sayıda yutucu yüzey arasındaki dengeyle elde Şekil 6. Konferans kullanımı STI dağılım haritası, kaynak: (MEZZO Stüdyo, 2010) Fig. 6. STI distribution map for lecture use, source: (MEZZO Stüdyo, 2010). Şekil 10. Konser kullanımı SPL(A) dağılım haritası, kaynak: MEZZO Stüdyo, Fig. 10. SPL(A) distribution map for concert use, source: MEZZO Stüdyo,

12 Şekil 7. Bağlaşık hacim kapakları, SANSET İKOOR önerisi, kaynak: SANSET İKOOR, Fig. 7. Coupled volume covers, SANSET İKOOR proposal, source: SANSET İKOOR, Şekil 8. Bağlaşık hacim kapakları, ZHA Architects önerisi, kaynak: Zaha Hadid Architects, Fig. 8. Coupled volume covers, ZHA Architects proposal, source: Zaha Hadid Architects, Şekil 9. Salondan sahneye doğru ODEON 3DOpenGl görünümü, kaynak: MEZZO Stüdyo, Fig. 9. View of ODEON 3DOpenGl as seen from stage to auditorium, source: MEZZO Stüdyo, edilmiştir. Öte yandan mimari ekibin görsel anlamda onay verdiği, akustik yeterliliğin sağlandığı ve uygulamada en makul alternatif belirlenene kadar, kuplaj kapaklarının konum, boyut ve açılım yönleri ile ilgili pek çok çalışma yürütülmüştür (Şekil 7-8). Büyük tek bir açıklık yerine ses saçınımına olanak sağlayan ve estetik anlamda daha uygun bulunan parçalı modül önerisi kabul edilmiştir. Kapakların genişlikleri seste renklenmeye ve frekans bazında rezonansa sebebiyet vermeyecek, öte yandan yeterli ses akışına olanak sağlayacak boyutlarda tasarlanmıştır. Kontrol edilebilir kapaklar sayesinde aynı zamanda konser ve opera kullanımlarında gereksinim duyulan farklı oranda enerji akışları üretilebilmiştir. Bütün bu akustik tasarım önerileri ile çınlama süreleri (T30) orta frekanslarda konser salonlarında farklı tarz/üslupta pek çok klasik müzik performansı için ideal olarak belirlenen 2 s mertebesine çekilmiştir. Öte yandan düşük frekansların orta frekanslara göre belirli düzeyde baskın olması ile elde edilen ve sıcaklık öznel parametresine karşılık gelen nesnel parametrelerden bas oranı 1,30 değeri ile ölçütleri rahatlıkla sağlamaktadır Opera ve Bale Kullanımı: Opera ve bale etkinliklerine evsahipliği yapacak salon benzetimlerinde kullanıma uygun olarak orkestra çukur kapakları açılmış ve çukur içerisinde orkestra ses kaynağı olarak tanımlanmıştır (Şekil 9). Konser senaryosundaki sahne kabuğu kaldırılarak operada dekor ve ışık sisteminin kontrolüne/değişimine yönelik teçhizatı barındıran sahne kulesi salona dahil edilmiştir. Sahne kulesi ve salon içerisindeki malzemeler konferans ve konser kullanımında olduğu gibi sabit bırakılmıştır. Konser kullanımına göre daha düşük, fakat konferansa göre daha yüksek çınlama süresi gereksinimindeki bu kurguda denge bağlaşık hacim kapaklarının kısmi olarak açılması ile sağlanmıştır. Akuple hacimdeki ses enerjisinin geri dönüşü konferansa göre çınlama süresini artırmış ve yumuşak geçişli çoklu ses enerjisi sönümleme eğrisi oluşturmuştur. Opera kullanımı benzetim sonuçlarına göre dinleyici noktalarında gözlenen ortalamada 1,65 s lik çınlama süresi değerleri öneri aralık olan 1,4 ile 1,8 s yi sağlamaktadır. Dünyada sıralamada akustiği en iyi olan konser salonlarında orta frekanslarda çınlama süresi ortalamaları 1,6 s - 1,8 s aralığında değişmektedir. Çokamaçlı bir kurguda tasarlanan Oditoryum opera akustiği bu koşullarda çok iyi olarak nitelendirilebilir. Elde edilen 1,18 lik bas oranı değeri opera-bale kullanımına uygundur. Dinleyici konumlarında ses düzeyi (SPL-A) dağılımları ses gücü (yükseklikte) ve eşdeğer/homojen ses alanı değerlendirmesinde önemlidir. Opera kullanımında dinleyici konumları arasındaki farklılık 10dB den az olarak gözlenmektedir (Şekil 10). Bu değer sesin mekân içerisinde homojen yayıldığını ve akustik marazların en aza indirgendiğini ifade etmektedir. 4. Sonuç Heydar Aliyev Merkezi akustik tasarım sürecinde konferans, konser ve opera çoklu kullanımına olanak sağlayacak şekilde malzeme, detay ve hacim parametreleri değerlendirilerek gereksinime yönelik farklı akustik çözümler üretilmiştir. Mimari dilin oldukça baskın olduğu bu yapıda görsel anlamda en az düzeyde müdahale ile akustik konfor koşullarının optimize edilmesi temel zorluk olmakla birlikte, bu kısıtlamalar bilimsel anlamda yeni tekniklerin geliştirilmesi ve pratikte uygulanmasına kapı açmıştır. Bağlaşık alanlar konseptinde tavan arasına saklanmış akuple hacim konser ve opera kullanımlarında kapakların gerekli düzeylerde açılması ile çınlama süresini yükselterek dinleyici konumlarında canlı ses alanlarının yaratılmasına olanak sağlamıştır. Öte yandan kapatılan kapaklar ile bu hacim konferans kullanımında hariç tutulmuş, bunun yerine uygulanan yüzey malzemeleri ile ölü hale getirilen sahne kulesi salona dahil edilmiştir. Bu sayede açık pencere mantığında sahneye kaçan fazla enerjinin ve zararlı olabilecek ses yansımalarının salona dönüşü engellenmiş, çınlama süresi konuşmanın anlaşılabilirliğini iyileştirecek şekilde öteki işlevlere kıyasla düşürülmüştür. Sonuç olarak üç kullanım senaryosunda da akustik konfor koşullarının olası en iyi düzeylere çekilmesi mümkün olmuştur. Heydar Aliyev Merkezi Oditoryumu akustik tasarımı sürecinde geliştirilmiş mimari ile bütünleşik çözümler, akustik bilimi ve ilgili teknolojilerin dünya çapında ulaşmış olduğu düzeydedir. Bütün bu birikimin üzerine yeni fikirler eklenmiş, kuramsal ve deneysel çalışmaların katkısıyla bağlaşık hacim tekniğinin konferans, konser ve opera kullanımlarına yönelik uygulaması bir ilk olmuştur. Mimari dilin çerçevesinde akustiğin yanısıra pek çok disiplinin bir arada uyumlu çalışması sonucu olarak ortaya çıkan bu ürünün teknik ve estetik anlamda bundan sonra uygulanacak benzer işlevdeki çokamaçlı oditoryumlar için bir prototip/model olması umut edilmektedir. 149

13 Foto: Yasemin K. Enginöz Notlar ve Kaynaklar 1.Gül, Z. S.; Çalışkan, M.; Acoustical Considerations in the Design of Heydar Aliyev Center Auditorium Proceedings of the International Symposium on Room Acoustics, ISRA 2010, Melbourne, Avustralya, Ağustos Gül, Z. S.; Çalışkan, M.; Acoustical Design of Inner Galleries in Heydar Aliyev Center Proceedings of 20th International Congress on Acoustics, ICA 2010, Sydney, Avustralya, Ağustos Jaffe, J. C.; Selective Reflection and Acoustic Coupling in Concert Hall Design, in Music&Concert Hall Acoustics Conference Proceedings from MCHA 1995, (Academic Press, New York, 1995), pp Johnson, R.; Kahle, E.; Essert, R.; Variable Coupled Volume for Music Performance, in Music&Concert Hall Acoustics Conference Proceedings from MCHA 1995 (Academic Press, New York, 1995), pp Gül, Z. S.; Systematic Investigations on Energy Decays in Acoustically Coupled Spaces Using Scale-Model Technique, (Master s Thesis, RPI, Temmuz 2006, Troy, NY, ABD). 6. Schmidt, A. M. D.; Kirkegaard, P. L.; On Architectural Acoustics Design using Computer Simulation Eleventh International Congress on Sound and Vibration, Temmuz 2004, Petersburg. 7.Rindel, J. H.; The Use of Computer Modeling in Room Acoustics Journal of Vibroengineering, 3, , Christensen, C. L.; ODEON Room Acoustics Program Version User Manual, Lyngby, Çalışkan, M.; Mimari Akustik, Ders Notları, (İZOCAM Yapı Eğitim Merkezi, 2004). 10.Long, M.; Architectural Acoustics, (Elsevier Academic Press, 2006). 11.Beranek, L. L.; Noise and Vibration Control, (McGraw-Hill, NY, 1971). *Zühre Sü Gül Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mimarlık Bölümü, MEZZO Stüdyo Ltd. **Mehmet Çalışkan Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü, MEZZO Stüdyo Ltd. The Acoustic Design Process for the Auditorium at the Heydar Aliyev Centre ZÜHRE SÜ GÜL, MEHMET ÇALIŞKAN» The auditorium within the Heydar Aliyev Center serves for an audience of 1200 and incorporates conference, concert and opera use altogether. Confronting the multi-functional performance program of the space together with uncompromising aesthetic considerations, coupled space concept has been adopted as an acoustical and architectural design aid. This paper presents mainly the dependable acoustics attained by the coupling of auxiliary spaces by employing of the right-sized coupled volume connected with proper finishing materials and variable aperture size which consequences in the differentiation of reverberation time within the main volume -namely multi-purpose auditoriumand the coupled room. Fixing the volume and room finishes as for getting the desired energy decay behavior; aperture size has come up to be the essential parameter to concentrate on. The proposed solution for conference, music and inter-related activities is for the best of early and late sound field energy decay control. The proper reverberation times are studied for the main hall alone and coupled space separately to find the results as of the optimum reverberation times over frequency range of the auditorium for performance-specific. Aperture size has an essential role in balancing the reverberation time distributions of the auditorium and coupled space. Stage tower acoustics and thoroughly wooden surfaces of auditorium are studied together with the coupled volume in search of optimum reverberation times for different purposes of coupling spaces. Within this study coupled volume is used as a design tool out of recent acoustical innovations. The form and materials within the main volume is worked out together to get the optimum sound energy decay forms for different activities. Apart from coupled space concept, stage house design, auditorium main back-wall design and side-wall face irregularities are studied within the aim of having an even-distribution of sound field throughout the hall. This paper presents the successful outcomes of a coupled volume design within such a collection of irregular forms out of minimum aesthetic compromises. 150