10.Ulusal Akustik Kongresi Yıldız Teknik Üniversitesi Oditoryumu, İstanbul 16-17 Aralık 2013 ODYOMETRİK ÖLÇÜMLER İÇİN KULLANILAN SESSİZ KABİNİN KARAKTERİZASYONU Baki KARABÖCE 1, Cafer KIRBAŞ 1, Ferda AKDAŞ 2, Eyüp BİLGİÇ 1, Enver SADIKOĞLU 1 1 TÜBİTAK Ulusal Metroloji Enstitüsü, Gebze, Kocaeli, Tel: 262 679 50 00, e-posta: baki.karaboce@tubitak.gov.tr, e-posta: cafer.kirbas@tubitak.gov.tr, e-posta: eyup.bilgic@tubitak.gov.tr, e-posta: enver.sadikoglu@tubitak.gov.tr 2 Marmara Üniversitesi Tıp Fakültesi, İşitme, Konuşma ve Lisan Bozuklukları Bilim Dalı, Pendik, İstanbul, Tel: 0 216 326 96 37, e-posta: fakdas@marmara.edu.tr ÖZET Marmara Üniversitesi Eğitim ve Araştırma Hastanesi İşitme, Konuşma ve Lisan Bozukları Bilim Dalı, Odyoloji Bölümünde kullanılan sessiz kabinin akustik karakterizasyonu amacıyla ses geçiş kaybı ve geri plan gürültü ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ölçümler, TÜBİTAK UME Akustik laboratuvarı tarafından, EN ISO 11957:1996 Acoustics - Determination of sound insulation performance of cabins - Laboratory and in situ measurements standardının şartları yerine getirilerek yapılmıştır [1]. Yapılan ölçümler sonucunda Hasta Odası içerisindeki geriplan gürültüsü değerlerinin uluslararası standartlarda beyan edilen maksimum kabul edilebilir ses basınç düzeylerinden düşük olduğu belirlenmiştir. Bu çalışma, yukarıda bahsedilen iki kurumun işbirliği ile gerçekleştirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Odyometri odası, Metroloji, Ses Basıncı Yalıtımı, CHARACTERIZATION OF ACOUSTIC CABIN FOR AUDIOMETRIC MEASUREMENTS ABSTRACT Sound transmission loss and background noise measurements were carried out for the purpose of characterization of the acoustics cabin at Marmara University Training and Research Hospital, Audiolgy Department. Measurements were realized by TÜBİTAK UME Acoustics Laboratory according to EN ISO 11957:1996 Acoustics - Determination of sound insulation performance of cabins - Laboratory and in situ measurements. As a result of the measurements, backgroung noise in "Patient Room" were determined as lower than the declared maximum permissible sound pressure levels. This study was conducted by a cooperation of two institutions given above. Key words: Audiometry room, Metrology, Sound Pressure Insulation
1. GİRİŞ İşitme sorunlarının irdelendiği ve işitme kayıplarının ölçümlerle belirlendiği akustik odaların, belirli özellikleri sağlaması gerekmektedir. Farklı hastane veya firma laboratuvarlarında kurulu akustik/odyometri odalarında yapılan ölçümlerin karşılaştırılabilir olması için, odalarının akustik özelliklerini aynı veya belli toleranslar için birbirine yakın olması beklenmektedir. Eşdeğer ölçüm sonuçlarını alınabilmesi için ölçümler uluslararası kabul görmüş standartlara göre gerçekleştirilmelidir. Ölçümlerde kullanılan mikrofonlar, ses kaynakları, analizör, kalibratör gibi ekipmanlar, birincil veya akredite kalibrasyon laboratuvarında kalibre edilmiş olmalıdır. Ölçümleri gerçekleştiren araştırıcıların, fen veya mühendislik fakültelerinden mezun olmuş olması ve en az 2 yıllık ölçüm tecrübelerinin bulunması gereklidir [2]. Ölçümler sırasında ortam şartları kontrol edilmeli ve ölçümü etkileyecek tüm parametreler ya bertaraf edilmeli ya da etkileri incelenmeli ve kontrol altına alınmalıdırlar. 2. ÖLÇÜM SİSTEMİ Ölçümlerde, Brüel & Kjaer (B&K) kapasitif mikrofonlar, düşük gürültülü mikrofonlar, analizör sistemi (The Multi Analyzer System) ve ses kaynağı olarak UME yapımı yönsüz ses kaynağı kullanıldı. Ölçüm sisteminin kontrolü için B&K 4231 tip Akustik Kalibratör kullanılmıştır. Ölçümlerde kullanılan ekipmanlar ayrıca Tablo 1 de verilmektedir. Tüm ekipmanların izlenebilirliği ve ölçüm güvenilirliği TÜBİTAK UME Akustik laboratuvarı tarafından sağlanmaktadır. Tablo 1. Ölçümlerde kullanılan cihazlar Ekipman Üretici Tip 1 Kapasitif Mikrofon (4 adet) B&K 4191 2 Düşük gürültülü mikrofon (2 adet) B&K 4179 3 Pulse Analizör (15 kanallı) B&K 3560 D 4 Yönsüz Ses Kaynağı TÜBİTAK UME 5 Akustik Kalibratör B&K 4231 Ölçümlerde kullanılan sistemin bir bölümü, kabin önündeki yerleşimi ile birlikte Şekil 1 de görülmektedir. Şekil 1. Sessiz kabin karakterizasyonunda kullanılan ölçüm sisteminin bir bölümü
3. ODYOMETRİK ODA ÖZELLİKLERİ Marmara Üniversitesi Eğitim ve Araştırma Hastanesi, İşitme, Konuşma ve Lisan Bozuklukları Bilim Dalı bünyesinde kurulu Odyometri Laboratuvarı (Dış Oda) ve sessiz kabinin yerleşim planı Şekil 2 de verilmektedir. Laboratuvarda ofisler, odyometre odaları ve mutfak gibi bölümler de yer almaktadır. Ses Kabininin, üreticisi tarafından beyan edilen teknik özellikleri Tablo 2 de verilmiştir. Hasta Odası Dış oda Operatör Odası Şekil 2. Odyometri Laboratuvarı üsten genel görünüşü, mikrofon konumları ve ses kaynağı konumları Tablo 2. Sessiz Kabin Teknik Özellikleri Kullanılan Eleman Boyut/Özellik 1 Sessiz kabin dış ölçüleri 3,1 m x 5,7 m x 2,55 m 2 Operator odası iç ölçüleri 2,5 m x 2,7 m x 2,1 m 3 Hasta odası (kabin) iç ölçüleri 2,9 m x 2,3 m x 2,45 m 4 Havalandırma kutuları ölçüsü 350 mm x1800 mm 5 Çift taraflı vakumlu ısıcam ölçüsü 800 mm x 850 mm 6 Duvar kalınlığı 100 mm 7 Dış oda İç odası arasında boşluk 100 mm 8 Panel içi izolasyon kesiti Metal ve taşyünü 9 Çift cidarlı oda dış odadan bağımsız taban 3 mm kalınlığında dekape saçtan imal edilmiş diğer taban üstüne kurulmuştur. 10 Tabanın altında 50 mm yüksekliğinde özel lastik takoz kullanılmaktadır.
4. ÖLÇÜMLER Sessiz kabinlerde ses geçiş kaybı ve geriplan gürültüsü ölçümleri ISO 11957:1996 standardına göre gerçekleştirilmiştir. Ölçümler, Marmara Üniversitesi Eğitim ve Araştırma Hastanesi İşitme, Konuşma ve Lisans Bozukları Bilim Dalı, Odyoloji Bölümünde yapılmıştır. Ölçümler, standartta önerildiği üzere iki farklı yöntem izlenerek gerçekleştirilmiştir. İlk yöntemde dış oda içerisinde ses kaynağı tarafından gürültü oluşturularak (by loudspeaker), ikinci yöntemde ise ses kaynağından oluşturulan gürültü yerine normal şartlardaki gürültü düzeyi (by actual) kullanılarak yapılmıştır. Dış oda içerisinde gürültü oluşturularak veya normal şartlardaki gürültü düzeyi kullanılarak yapılan ölçümler sırasında ses kaynağının konumlandırıldığı (dış oda) ve sessiz kabin (hasta odası ve operatör odası) içerisindeki mikrofon ve ses kaynaklarının yerleşimleri ve boyutları Şekil 3-6 da verilmiştir. Her bir mikrofon konumundaki ölçümler eş zamanlı yapılmıştır. Ses geçiş kaybı ölçümleri, yönsüz ses kaynağının Şekil 4 ve 5 te gösterildiği gibi 3 farklı kaynak noktası (S1, S2 ve S3 ) ve Şekil 3,5 ve 6 da gösterildiği gibi 8 farklı mikrofon konumu (M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Geriplan gürültüsü ölçümleri kabin içerisinde 2 farklı mikrofon noktasında (M1, M2) gerçekleştirilmiştir. Ölçümler, 60 s süresince 5 kez tekrar etmek koşuluyla 125 Hz - 8000 Hz frekans aralığında, 1/1 oktav bant merkez frekanslarında yapılmıştır. Ölçüm mikrofonları ve ses kaynağı (Hoparlör) noktaları ISO 11957:1996 standardında belirtilen kriterle uygun olarak konumlandırılmıştır. Buna göre ölçümlerde; 1 adet yönsüz ses kaynağı kullanılmıştır. Ses kaynağı konumları arasında oktav bantlarda 125 Hz te 6 db, 250 Hz te 5 db ve yüksek frekanslarda 4 db den yüksek farklar olmayacak şekilde düzenleme yapılmıştır. Ses kaynağı, tüm 1/1 oktav bant merkez frekans bantlarında oda geriplan gürültüsünden en az 6 db (tercihen 12 db) daha yüksek gürültü düzeyi üretilebilecek şekilde yerleştirilmiştir. Ses kaynağı konumları arası mesafe en az 3 m olarak ayarlanmıştır. Kabin - Ses kaynağı mesafesi 2 m den az olmayacak şekilde konumlandırılmıştır. Ses kaynağı noktaları kabin etrafında uniform dizilmiştir. Yönsüz ses kaynağı, dış odada seçili noktalarda konumlandırılarak ölçümler gerçekleştirilmiştir. Bu kriterlere göre hasta odası içindeki 4 adet ölçüm mikrofonu noktaları Şekil 5 te verilmiştir. M1 ve M2 mikrofonların yerden yüksekliği 40 cm iken M3 ve M4 mikrofonları yerden 80 cm yüksekliktedir. İkinci set ölçümlerde M1 ve M2 mikrofonları yerden 80 cm ve M3 ve M4 mikrofonları yerden 40 cm yükseklikte konumlandırılmıştır. Şekillerde gösterilen mikrofon konumlarının detayları aşağıda verilmektedir. M1: Yerden yüksekliği 40 cm, duvar kenarlarından uzaklığı 80 cm M2: Yerden yüksekliği 80 cm, duvar kenarlarından uzaklığı 80 cm M3: Yerden yüksekliği 40 cm, duvar kenarlarından uzaklığı 80 cm M4: Yerden yüksekliği 80 cm, duvar kenarlarından uzaklığı 80 cm M5: Yerden yüksekliği 120 cm, odanın geometrik merkezinde M6: Kapıdan 50 cm uzaklıkta, kapı sol kenarından ve üst kenarından uzaklığı 25 cm M7: Kapıdan 50 cm uzaklıkta, kapı sol kenarından uzaklığı 65 cm ve yerden yüksekliği 120 cm ve 120 cm M8: Kapıdan 50 cm uzaklıkta, kapı sol kenarından uzaklığı 25 cm ve yerden yüksekliği 75 cm
S1: Yerden yüksekliği 120 cm, dış odada olup kabinden uzaklığı 3,8 m ve kabin kapısı merkezinde S2: Odyoloji Bölümünde bulunan danışma masasının yanındaki kolonun önünde, yerden yüksekliği 120 cm ve S1 den uzaklığı 3 m S3: Odyoloji Bölümünde bulunan doktor odası kapısının önünde, yerden yüksekliği 120 cm ve S1 den uzaklığı 3 m Şekil 3. Üç adet ses kaynağı konumu (üstten görünüm) Üç adet ses kaynağı konumlarının fotoğrafı Şekil 4 te verilmektedir. Ses kaynağı her ölçümde, S1, S2 ve S3 noktalarında ayrı ayrı konumlandırılmıştır. S1 S2 S3 Şekil 4. Üç adet ses kaynağı (hoparlör) konumu (üstten görünüm) (a) (b) Şekil 5. (a) Odyometri odası içinde mikrofon konumları (üstten görünüm) (b) Odyometri odası içinde mikrofon konumu fotoğrafı (yandan görünüm)
Odyometri odası kapısı önündeki 3 adet mikrofon konumu Şekil 6 da görülmektedir. M6, M7 ve M8 mikrofon konumları sırasıyla şöyledir. Operatör odasında, M5 mikrofonu odanın geometrik merkezinde konumlandırılmıştır. Şekil 6. Sessiz Kabin kapısı önündeki mikrofon konumlarının şematik ve fotoğrafik gösterimi 5. ÖLÇÜM SONUÇLARI Dış oda ile hasta odası arasındaki ses geçiş kaybı değerinin belirlenmesine dış oda içerisinde ses kaynağı ile gürültü üretilerek ölçülen Ses Basınç Düzeyi (SPL) ve Ses Basıncı Yalıtımı (D p : Sound Pressure Insulation) sonuçları Tablo 3-4 te verilmektedir. Tablolarda 125 Hz- 8000 Hz asasındaki frekanslarda ve toplam ve A-ağırlıklı filtrelemede değerler verilmiştir. Normal gürültü düzeyi koşulları kullanılarak gerçekleştirilen Hasta odası içindeki Geriplan gürültüsü ölçümlerinde Şekil 5 de gösterilen konumlarda düşük gürültülü mikrofonlar konumlandırılmıştır. Geriplan gürültüsü ölçümleri esnasında dış oda içerisindeki faaliyetler insanların gezinmesi, kapıların örtülmesi ve karşılıklı konuşma faaliyetleri durdurularak minimum seviyede tutulmuştur. Ölçümler sonucunda elde edilen mikrofon noktalarındaki geriplan gürültüsü değerleri Tablo 5 ve Şekil 7 de verilmektedir. Hasta odası içerisinde ölçülen geriplan gürültüsü değerleri ise Tablo 6 da literatürde olması gereken gerpiplan gürültüsü ile karşılaştırmalı olarak verilmektedir. Şekil 8 de ise hasta odası içerisindeki geriplan gürültüsünün frekansa göre grafiği gösterilmektedir. Tablo 3. Hasta odasındaki mikrofonlar M1, M2, M3 ve M4, ses kaynağı dış odada ayrı ayrı S1, S2 ve S3 konumlarında iken ölçülen mikrofon konumlarındaki Dış Oda ile Hasta odası arasındaki Ses Basıncı Yalıtımı değerlerinin ortalaması Frekans, Hz 125 250 500 1000 2000 4000 8000 A L D' p, db 46,9 51,5 67,3 82,6 95,2 96,0 91,8 67,9 44,7
Tablo 4. Ölçümler sonucunda Dış Oda ile Operatör odası arasındaki ortalama Ses Basıncı Yalıtımı değerleri Frekans, Hz 125 250 500 1000 2000 4000 8000 A L Kabin içerisindeki M1,M2, M3 ve M4 konumları için ölçülen ortalama ses basıncı yalıtımı değerleri, db 29,7 29,5 43,4 44,8 50,6 50,1 53,8 44,0 32,9 Tablo 5. Mikrofon konumlarındaki A-Ağırlıklı geriplan gürültü düzeyleri Frekans, Hz 125 250 500 1000 2000 4000 8000 A L Hasta Odası M1, M2, M3 ve M4 ortalaması, db 6,1 5,2-9,7-7,1-4,4-3,9-4,9 16,0 51,4 Operatör Odası, M5, db 11,9 14,2 11,1 12,5 12,3 12,7 12,2 21,0 55,1 Dış Oda M6, M7 ve M8 ortalaması, db 28,4 37,3 38,9 38,3 35,4 29,3 22,9 44,1 58,4 50 Geriplan Gürültüsü, dba 40 30 20 10 0-10 Dış Oda Operatör Odası Hasta Odası -20 100 1000 10000 Frekans, Hz Şekil 7. Odalardaki geriplan gürültüsünün frekansa göre grafiği Tablo 6. Hasta odası içerisinde ölçülen doğrusal (Lineer) ve A-Ağırlıklı ortalama geriplan gürültü değerleri ve ANSI standardına verilen değerler Frekans, Hz 125 250 500 1000 2000 4000 8000 L Doğrusal (Lineer), db 22,2 13,8-6,5-7,1-5,6-4,9-3,8 51,4 A- Ağırlıklı, dba 6,1 5,2-9,7-7,1-4,4-3,9-4,9 16,0 ANSI S3.6-2004 [3], db 35,0 21,0 16,0 13,0 14,0 11,0 14,0 -
Geriplan Gürültüsü, dba 40 35 A- Ağırlıklı Lineer ANSI S3.6-2004 30 25 20 15 10 5 0-5 -10-15 100 1000 10000 Frekans, Hz Şekil 8. Hasta odasındaki geriplan gürültüsünün frekansa göre grafiği SONSÖZ Bu çalışmada, Hastanelerde Odyoloji Bölümlerinde kullanılan sessiz odalara örnek olan bir odanın ISO 11957:1996 standardına göre ses geçiş kaybı ve geriplan gürültüsü ölçümleri gerçekleştirilmiş ve ölçümler sonucunda sessiz odaların karakterizasyonu ile ilgili değerlendirmeler yapılmıştır. Yapılan ölçümler sonucunda sessiz kabin içerisindeki hasta oda ile dış oda arasındaki ses geçiş kaybı değerinin yeterince yüksek olduğu tespit edilmiştir. Odyoloji bölümündeki normal gürültü düzeyi çok yüksek seviyelerde değildir, buna ilaveten sessiz kabininin Ses Basıncı Yalıtımı değerlerinin yüksek olması ile hasta odası içerisinde yeterince seviyede düşük geriplan gürültüsü elde edilebilmektedir. Yapılan ölçümler sonucunda Hasta odası içerisindeki geriplan gürültüsü değerlerinin uluslararası standartlarda beyan edilen maksimum kabul edilebilir ses basınç düzeylerinden düşük olduğu görülmüştür. KAYNAKLAR [1] EN ISO 11957 Acoustics - Determination of sound insulation performance of cabins Laboratory and in situ measurements [2] Eyüp Bilgiç, Enver Sadıkoğlu, Cafer Kırbaş, Baki Karaböce, "Kabinlerin Ses yalıtım performanslarının belirlenmesinde kullanılan ölçüm yöntemleri, 9.Ulusal Akustik Kongresi ODTÜ Kültür ve Kongre Merkezi, Ankara 26-27 Mayıs 2011 [3] Essensials of Audiology, Third Edition, Stanley A. Gelfand, 1948, Sayfa 125