YAPI FİZİĞİ 2 HACİM AKUSTİĞİ

Transkript

1 YAPI FİZİĞİ 2 HACİM AKUSTİĞİ 3.Bölüm Prof. Dr. Neşe Yüğrük Akdağ Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 1

2 Salonun tasarımı ve uygulanması sırasında hacim akustiği ile ilgili gereksinimler; Salonun fiziksel sınırlarının oluşumu, Salonun tefrişi-iç planlaması, Salonun iç yüzey gereçlerinin seçimi aşamalarında ele alınmalı ve uygun koşullar sağlanmalıdır. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 2

3 SALONUN FİZİKSEL SINIRLARININ OLUŞUMU Hacim büyüklüğü-dinleyici sayısı-işlev ilişkisi, Hacmin biçimlenişi a. (Biçim-boyut oranları)-akustik ilişkisi, b. Akustik kusurlar Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 3

4 Hacim büyüklüğü-dinleyici sayısıişlev ilişkisi Hacim büyüklüğü, dinleyici sayısına ve amaca göre belirlenmelidir. Amaç Kişi başına hacim (m 3 ) Tiyatro-sinema 4-6 Opera 6-8 Çok amaçlı salonlar 6-8 Konser salonları 8-10 Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 4

5 Hacim büyüklüğü-dinleyici sayısıişlev ilişkisi Dinleyici kitlesi, genelde salonun tek ve büyük bir yüzeyini tümüyle kapladığından, salondaki sessel olayları önemli ölçüde etkiler. Kolaylıkla algılanabildiği gibi, dolu ve boş salonlarda belirgin bir akustik ortam ayrımı oluşur. Öte yandan, belli yutuculukta büyük alanların bulunması akustik açıdan olumlu değildir. Dinleyici kitlesinin hacme dağıtılması da genelde olanaklı olmadığından, hacme göre dinleyici sayısının sınırlandırılması gerekir. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 5

6 Hacim büyüklüğü-dinleyici sayısıişlev ilişkisi N= 1.54V 0.75 N= Belli büyüklükteki bir hacimde akustik açıdan bulunabilecek maksimum dinleyici sayısı V=Hacim (m 3 ) Örnekler V= 1000 m 3 N=1.54x N=274 kişi V= 5000 m 3 N=1.54x N=915 kişi Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 6

7 Hacim Büyüklüğü Akustik açıdan sorunların artması nedeniyle hacim büyüklüğü m 3 ü aşmamalıdır. Kişi başına 10 m 3 olarak ele alınırsa, bir hacmin maksimum 3000 kişi için tasarlanabileceği söylenebilir. Bununla birlikte, günümüze değin tasarlanan salonlar göz önüne alındığında, m 3 ün altında kalan salonlarda akustiğin çok daha başarılı bir şekilde çözülebildiği görülmektedir. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 7

8 Hacim biçimi Hacmin biçimi, akustiği etkileyen en önemli faktördür. Hacim tipleri Dikdörtgen, Yelpaze, At nalı, Düzensiz (ya da merkezi) Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 8

9 DİKDÖRTGEN PLANLI SALONLAR Özellikle dikdörtgen planlı ve küçük hacimlerde, boyutlar arasındaki oran önemlidir. Hacmin yanıt eğrisinin düzgün olabilmesi için boyutlar arasında belli oranların olması gerekir. Yanıt eğrisi: Etkiye hacmin verdiği tepkidir. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 9

10 YANIT EĞRİSİ Hacme beyaz gürültü verildiğinde elde edilen tepkinin grafik üzerinde gösterimi o hacmin yanıt eğrisidir. Hacmin geometrik yapısı ve boyutları, hacmin yanıt eğrisinin düzgün olmasında önem taşır. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 10

11 Tıpkı ince ve esnek yapı elemanları ya da titreşen levhalar gibi, hacimlerin de kendilerine özgü öz frekansları vardır. Hacmin öz frekanslarının frekans alanında düzgün dağılmamış olması, belli frekanslardaki ses düzeylerinde azalma ya da artma oluşmasına neden olur. Bu nedenle hacmin öz frekanslarının frekans tayfında düzgün dağılım göstermesi gerekir. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 11

12 Hacmin Yanıt Eğrisi Eksensel öz frekanslar (3), hacmin eksenlerine paralel olan öz frekanslardır.(en az bulunurlar) Teğetsel öz frekanslar (2), hacmin yüzeylerine paralel olan öz frekanslardır.(daha fazla bulunurlar) Eğik öz frekanslar (1), gelişigüzel olan yani hiçbir yere paralel olmayan öz frekanslardır.(en fazla bulunurlar) Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 12

13 Dikdörtgen planlı hacimlerde, yanıt eğrisinin düzgünlüğü, BOLT adlı akustik uzmanı tarafından incelenmiş ve uygun boyut oranları belirlenmiştir. Buna göre, hacimlerin boyutları arasında, 3x6x9 gibi basit oranlar olmamalıdır (3.5x5x8 olabilir) Asimetrik hacimler ve yayınmayı sağlayacak dışbükey yüzeylerin fazlaca kullanıldığı hacimler de yanıt eğrisi açısından iyi durumdadır. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 13

14 Hacmin biçimlenişi a. (Biçim-boyut oranları)-akustik ilişkisi Dikdörtgenler prizması biçimli salonlar için önerilen boyut oranları yer almaktadır. Boyut oranları Oran adı 1/2/3 Uyumlular 1,6/3/4 Vern O. Knudsen 3/5/8 Avrupa 1/1,6/2.5 Volkman 1,24/2/3,24 Altın oran 2/3/5 Sabine Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 14

15 DİKDÖRTGEN PLANLI SALONLAR Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 15

16 DİKDÖRTGEN PLANLI SALONLAR Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 16

17 YELPAZE PLANLI SALONLAR Daha fazla dinleyici kapasitesi olması nedeniyle mimarlar tarafından tercih edilen plan tipidir. Ancak yansımaları daha az alması nedeniyle orta bölümde zayıf ses alanı oluşabilir. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 17

18 YELPAZE PLANLI SALONLAR A. Dikdörtgen B. Yelpaze C. Ters yelpaze D. Yan duvarları açılı dikdörtgen E. Sahne yan duvarları açılı ters yelpaze E Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 18

19 YELPAZE PLANLI SALONLAR Öte yandan, dinleyicilerin ses kaynağından çok uzakta olmasını önleyecek plan tipinin seçilmesi de önemlidir. Şekilde, dikdörtgen plan tipindeki bir salonla aynı kapasiteye sahip yelpaze tipli bir salonda, balkon uygulaması ile, dinleyicilerin kaynaktan fazla uzakta yer alması önlenmiştir. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 19

20 YELPAZE PLANLI SALONLAR Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 20

21 AT NALI BİÇİMLİ SALONLAR LA SCALA MİLANO 1778 Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 21

22 DÜZENSİZ (YA DA MERKEZİ) SALONLAR Bu salonların tasarımında, orkestranın dinleyicilerle daha yakın ilişkide olması etkin olmaktadır. Hacim yüzeylerinin paralel olmaması ve/ya da eklenen çok sayıdaki yansıtıcı levha ile doğal ve yayınık bir akustik ortam elde edilir. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 22

23 DÜZENSİZ (YA DA MERKEZİ) SALONLAR Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 23

24 DÜZENSİZ (YA DA MERKEZİ) SALONLAR Christchurch Town Hall Philharmony Hall, Munich Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 24

25 Moskova-Konser Salonu Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 25

26 Dikdörtgen biçimli salonlar sağladıkları geç yansımalar nedeniyle genellikle müzik için tercih edilir. Yelpaze biçimli salonlar dolaysız sesin önem taşıdığı ve geç yansımaların istenmediği konuşma amaçlı hacimler için uygundur. At nalı biçimli salonlar tiyatro ve opera için uygunken, klasik müzik için tercih edilmez. Düzensiz (ya da merkezi) salonların akustik başarısı, tavan ve duvar yüzeylerinden oluşan yansımaların durumuna bağlıdır. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 26

27 Hacmin biçimlenişi b. Akustik kusurlar Odaklanma, Ses tuzağı, Yankı, Vurgusal yankı, Düzgün yayınmamışlık Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 27

28 b. Akustik kusurlar ODAKLANMA İç bükey yüzeyler ses ışınlarının bir noktada ya da bir bölgede toplanmasına yol açarlar. Buna odaklanma adı verilir. Odaklanma, ikinci kaynağın oluşumuna yol açtığından, işitsel açıdan rahatsızlık verir. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 28

29 ODAKLANMA Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 29

30 Tavanda dış bükey yüzeylerin kullanımı Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 30

31 b. Akustik kusurlar ODAKLANMA Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 31

32 b. Akustik kusurlar ODAKLANMA a) Odaklanmanın hacim içinde olması b) Odaklanmanın hacim dışında olması c) Odaklanmanın hacim dışında olması Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 32

33 b. Akustik kusurlar ODAKLANMA Odaklanmanın önlenmesi için, Salon tasarımlarında iç bükey biçimlenişlerden olabildiğince kaçınmak, İç bükeylik yarıçapını, odaklanmanın hacim dışında olmasını sağlayacak derecede büyük tutmak, İç bükey yüzeyleri ses yutucu gereçlerle kaplamak, İç bükey yüzeyleri, sesin değişik doğrultulara yansımasını sağlayacak dış bükey ya da düz levhalarla kaplamak gibi önlemler söz konusu olabilir. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 33

34 Dış bükey yüzeyler sesin yayınması açısından olumludur. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 34

35 Dış bükey yüzeylerle sesin yayınması Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 35

36 b. Akustik kusurlar SES TUZAĞI Sahne üzerindeki uzun bir kiriş çıkıntısı ya da partere dar bir yüzey ile açılan sahnede, ses enerjisinin sahne içerisinde pek çok kez yansımalar ile yutulması söz konusudur. Sesin sahne içinde yutularak salona açılamaması akustik bir kusurdur ve ses tuzağı adını alır. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 36

37 b. Akustik kusurlar SES TUZAĞI Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 37

38 b. Akustik kusurlar SES TUZAĞI Ses tuzağını önlemek için; Sahnenin salona geniş bir alanla açılmasını sağlamak ve sesin rahatça çıkışını engelleyici girinti-çıkıntılardan kaçınmak, Sesin tek bir yansımayla sahneden çıkıp, özellikle arkada oturan dinleyicilere ulaşmasını sağlayacak yansıtıcı levhaları uygun konum ve boyutta yerleştirmek gerekir. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 38

39 b. Akustik kusurlar SES TUZAĞI Sahne çevresinde sabit ya da hareketli yansıtıcılar Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 39

40 b. Akustik kusurlar YANKI Yankı gecikmiş ilk yansımadır. İlk yansıma: Hacim iç yüzeylerine ulaşan ses ışını tek bir yansıma ile dinleyici kulağına ulaşıyorsa, ilk yansıyan ses adını alır. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 40

41 Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 41

42 b. Akustik kusurlar YANKI İlk yansıyan sesin yankıya yol açmasında, İlk yansıyan sesle dolaysız ses arasındaki dinleyiciye ulaşım süresi farkı İlk yansıyan sesle dolaysız sesin düzey farkı önem taşır. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 42

43 b. Akustik kusurlar Yankı olarak adlandırılan gecikmiş YANKI ilk yansımaya yol açabilecek yüzeyler bu açıdan kontrol edilmelidir. Özellikle sahne üstü ve salon arka duvarı genelde yankı tehlikesi oluşturan yüzeylerdir. Yansıyan seslerin yankıya yol açıp açmayacağı aşağıda yer alan ilişkiler yardımı ile belirlenebilir. Konuşma amaçlı hacim (R1+R2)-D 14 m (YANKI) Konser salonu (R1+R2)-D 34 m (YANKI) Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 43

44 b. Akustik kusurlar YANKI Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 44

45 b. Akustik kusurlar YANKI Özellikle 11 m den fazla derinliği olan salonlarda yankıya yol açma olasılığı yüksek olan arka duvarların şekilde görüldüğü gibi ses yutucu gereçlerle kaplanması ya da sesi yayınık yansıtacak nişli yüzey halinde oluşturulması uygun olur. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 45

46 b. Akustik kusurlar VURGUSAL YANKI Karşılıklı iki duvarı birbirine paralel her hacimde vurgusal (çırpıntılı) yankı oluşabilir. Vurgusal yankı gerçek anlamda bir yankı değildir fakat etkisi aynı derecede rahatsız edicidir. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 46

47 b. Akustik kusurlar VURGUSAL YANKI Vurgusal yankının önlenmesi için; Yüzeylerin paralelliğini bozmak, Karşılıklı yüzeylerden hiç değilse birini çok yutucu gereçlerle kaplamak, Karşılıklı yüzeyleri, sesi değişik doğrultulara yansıtmak için, dışbükey ya da değişik açılarda yerleştirilen levhalarla kaplamak önem taşır. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 47

48 b. Akustik kusurlar DÜZGÜN YAYINMAMIŞLIK Hacmin değişik bölgelerinde ses düzeyi açısından önemli ayrımlar söz konusu ise, ses düzgün yayınmamış demektir. Uzun bir balkon çıkıntısının altı, salon çok genişse ön salon kenarları ve çok derin hacimlerde arka sıralar genelde sesin zayıf olduğu bölgelerdir. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 48

49 b. Akustik kusurlar DÜZGÜN YAYINMAMIŞLIK Hacimde sesin düzgün yayılmasının sağlanması için; Salonda sesi yayıcı ve dağıtıcı elemanlar (diffuser) kullanmak, Salonlarda çok derin ve sesin ulaşamayacağı bölgeler oluşturmamak, Çok büyük ve yutucu yüzeyler oluşturmamak gerekir. 49

50 Sesi dağıtıcı özellikteki gereçlerin tavan ve duvar yüzeylerinde kullanımı Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 50

51 SALONUN TEFRİŞİ-İÇ PLANLAMASI -SALONLARDA SAHNE TASARIMI- Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 51

52 Maksimum kaynak-dinleyici uzaklığı Müzik için 40 m Konuşma için 25 m Tiyatro için 20 m Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 52

53 Sahne tasarımı 53

54 SALONLARDA SAHNE TASARIMI Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 54

57 Bing Concert Hall, USA Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 57

58 Tavanda yer alan dışbükey yüzeyler sesin değişik doğrultulara yansımasını sağlar. 58

59 Sahne üzerinde yer alan yansıtıcı yüzeyler 59

62 62

63 63

64 Çok amaçlı salonlarda sahne tasarımı Hacmin işlevine uygun olarak sahne büyüklüğü değişebilmelidir. Seslendirme sistem olmayan hacimlerde sahne yansıtıcı, seslendirme sistemi olan hacimlerde ise yutucu hareketli panolarla sahne küçültülebilir. 64

65 Çok amaçlı salonlarda sahne tasarımı 65

66 SALONUN TEFRİŞİ-İÇ PLANLAMASI -SALONLARDA BALKON TASARIMI- Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 66

67 Akustik gölge bölgesi Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 67

70 SALONUN TEFRİŞİ-İÇ PLANLAMASI -SALONLARDA DİNLEYİCİ PLATFORMU TASARIMI- Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 70

71 -SALONLARDA DİNLEYİCİ PLATFORMU TASARIMI- -Konuşma amaçlı hacimlerde dinleyiciler, kaynakla en fazla 140 o lik açı içinde yerleştirilmelidirler. Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 71

72 -SALONLARDA DİNLEYİCİ PLATFORMU TASARIMI- Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 72

74 74

76 SALONLARDA DİNLEYİCİ PLATFORMU TASARIMI Yapı Fiziği II-Hacim Akustiği 76

77 Opera Konser (D boyutu 2H ı geçmemeli (D boyutu H ı geçmemeli, -θ açısı 25 den az olmamalı) θ açısı 45 den az olmamalı) 77

78 Balkon parapetlerinden yankının önlenmesi 78

79 -SALONLARDA DİNLEYİCİ PLATFORMU TASARIMI- 79

80 SES YANSITICI YÜZEYLER- Hacimlerde iki tip ses yansıtıcı yüzeye gereksinim olabilir; Sesi düzgün yansıtan yüzeyler-daha çok konuşma amaçlı ve seslendirmesiz kullanılan hacimlerde önem kazanır. Sesi yayınık yansıtan -dağıtan yüzeyler; Müzik işlevli salonlarda, hacimde yayınık ses alanının oluşmasını sağladıkları için kullanımları daha önemlidir. 80

81 Dışbükey yüzeylerin kullanımı, sesin değişik doğrultulara yansımasını sağlamaları nedeniyle olumludur. 81

82 Tavanda yansıtıcı levhaların tasarımı 82

83 Salonlarda balkon tasarımı 83

84 İç yüzey gereçlerinin seçimi İç yüzey gereçlerinin seçiminde en büyük etken hacmin işlevidir. Konuşma işlevinin ağırlıkta olduğu hacimlerde daha yutucu, müzik işlevinin ağırlıkta olduğu hacimlerde ise daha yansıtıcı yüzeylere gereksinim vardır. Çok amaçlı salonlarda, hareketli panolarla işleve göre uygun akustik ortamın sağlanması gerekir. 84