Akustik (Gr. akouein: işitmek'ten akoustos) İng. acousties. Fr. aeoustique. Alm. Akustik.

Sesin oluşumunu, fiziksel özelliklerini, çevreyle etkileşimini ve uygulamadaki kullanımıyla sorunlarını inceleyen bilim dalı; ses bilgisi. Akustik, fizik biliminin sesle ilgili bir bölümünü oluşturmaktadır. Sesin kaynakları, doğuşu, dalgasal karakteri, frekansı, genliği, dalga boyu, duyulma sınırları gibi konular akustik başlığı altında toplanmaktadır. Ayrıca sesin yayılması, iletilmesi, yansıtılması, kırınımı, yutulması gibi sesle ilgili fiziksel olaylar da, bu kapsamda ele alınmakta; yapı içindeki sesle ilgili olaylar, akustik konfor koşullarının sağlanması, ses yalıtımı gibi konularla ilgili sorunlar ve çalışmalar "yapı akustiği" başlığında incelenmektedir.

 

Akustik konusunun fiziksel, ama aynı zamanda da fizyolojik bir nitelik taşıması nedeniyle akustiği, kaynakları aynı, ancak birbirinden farklı olan sessel ve işitsel olaylarla ilgili bir bilim dalı olarak değerlendirmek gerekmektedir. Mekanik titreşimlerden kaynaklanan, katılar, sıvılar ve gazlar aracılığıyla iletilen sessel olaylar, çevrede sürekli var olan, kişiden bağımsız, fiziksel bir olgudur. Öte yandan, tüm canlılar gibi insan da doğası gereği yalnızca belirli frekans sınırları arasındaki titreşimleri ses olarak algılayabilmekte, belirlenen bu alt ve üst algılama sınırları dışındaki titreşimler duyu dışı kalmaktadır. Hissedilen bölgeyle ilgili olarak kişiye göre az da olsa değişebilen algılamalar, akustik konusunun fizyolojik yönünü oluşturmaktadır. Ayrıca, aynı düzey ve frekanstaki seslerin belirli ortamlarda rahatsız edici olmamasına, hatta dinlenebilmesine karşın, daha değişik ortam ve koşullarda gürültü olarak algılanması da, akustik kavramında öznel ve psikolojik bir yönün varlığını ifade etmektedir. Akustik olayların kişiler üstünde göz ardı edilemeyecek düzeyde etkisi vardır. Ortam ve koşullara göre olumlu ya da olumsuz olabilen bu etkiler, fizyolojik ve psikolojik sonuçlar doğurabilmektedir. Çok sessiz ortamlarda yaşama zorunluluğu insanlarda ruhsal bazı sorunlara yol açabildiği gibi, şiddetli gürültülü ortamlar işitme duyusunun kaybolması ya da geçici olarak zayıflaması, sinirsel rahatsızlıklar, dolaşım bozuklukları, uykusuzluk gibi sonuçlar doğurabilmekte, bireyi alıngan ya da öfkeli hale getirebilmektedir.

 

Özellikleri:

Ses, mekanik titreşimlerden doğan ve bu kaynaktan dalgalar halinde yayılan bir enerjidir. Sabit odak ve hareketsiz havada eşmerkezli küreler biçiminde yayılım gösterir. Bu titreşimlerden frekansı 16–20 kHz arasında olanlar, insanlar tarafından duyulabilen seslerdir. Duyulabilen seslerle ilgili bu alt ve üst frekans sınırları, algılayıcı canlının türüne bağlı olarak değişebildiği gibi, insanlarda da yaş, yaşama ve çalışma ortamı gibi etmenlere bağlı olarak değişebilmektedir. Sesin nitelendirilmesinde, dalgasal karakterinin sonucu, dalga boyu ve frekansından kaynaklanan incelik-kalınlığı ve dalga genliğine bağlı olarak değişen gücü belirleyici olmaktadır. Kalın sesler olarak kabul edilen dalga boyu uzun, düşük frekanslı seslerin frekansı arttıkça ses incelmekte, dalganın genliğiyle birlikte sesin gücÜ de değişmektedir. Ses, bu iki özelliğin farklı kompozisyonlarıyla müzik, konuşma ve gürültü olarak algılanarak tanımlanmaktadır. Ses dalgası genliğinin oluşturduğu etki "akustik basınç" olarak ölçülür. Duyulan alt sınır 0,2 ubar ile 200 ubar arasında yer alan bu basıncın üst sınırı aşmasıyla kulakta önce acı, daha sonra da zedelenme görülür. Bu sınır basınç değerinden hareketle, duyulabilen seslerle ilgili en düşük ses şiddeti 10 üzeri 10 uw/cm. kare ve en şiddetli ses 100 üzeri 10 uw/cm. kare olarak elde edilir. Öte yandan, ses şiddetinin pek anlatımcı olmayan salt fiziksel bir değer olması nedeniyle, işitilebilen en düşük ses şiddetine logaritmik oranı biçiminde belirlenen "ses seviyesi" olarak ölçülmesi yoluna gidilmiştir. Böylelikle desibel (db) cinsinden adlandırılan ses seviyesinin alt sınırı 0 db, kulakta sancı uyandıran üst sınırıysa 120 db değerini almakta ve ses seviyelerinin toplamı logaritmik olarak artmaktadır. Ancak, fiziksel yönden yapılan bu değerlendirmelere karşın, fizyolojik açıdan insan kulağının her frekanstaki sese aynı düzeyde hassas olmayışı nedeniyle duyusal açıdan farklı bir değerlendirmeye gidilmiştir. Kulağın en hassas olduğu sesler, 3,5–4 kHz arasındaki seslerdir. Duyulabilecek en düşük şiddette ses için maksimum olan frekansa bağlı fizyolojik duyarlılık farkı, sesin şiddetinin artmasıyla azalır, ancak ortadan kalkmaz. Bu durumda, bir sesin işitsel algılanma şiddetine eşdeğer bir duyulanma yaratan, frekansı 1 kHz olan yalın sesin desibel cinsinden fiziksel şiddetinin sayısal değeri Phon (P) olarak ifade edilmiştir. Phon değeri, işitsel duyulanmanın büyüklüğünü belirtmediğinden, seslilik kavramının tam sayısal anlatımı yönünden bir çözüme varabilmek için insan kulağının yapısı ve işitme yeteneği de dikkate alınarak, Sone (S) sayısal tanımına gidilmiştir. 40 P'lik bir işitsel şiddet için 1 S seslilik kabul edilerek, aradaki ilişki bir bağıntıyla kurulmuştur. Böylelikle, bir derecede toplamayla artışın belirlenmesi olanağını veren, gerçek sesliliğe yakın bir sayısal tanıma ulaşılabilmiştir.

 

Sesin Oluşumu, Yayılması, Yansıması, Kırılması ve Yutulması:

Sesler, mekanik titreşimler yapan katı cisimlerden, titreşen hava sütunlarında, hava içinde hızla yer değiştiren maddenin doğurduğu hava girdaplarında ve ani basınç değişmeleri gibi nedenlerle oluşmaktadırlar. Ses kaynakları uygulamada nokta ve çizgi kaynaklar olarak değerlendirilebilir. Kaynakların boyutu sesi algılayanlara göre çok küçükse, bunlar "nokta kaynak" olarak adlandırılır. Bir hat boyunca var olan nokta kaynakların tümüyse, örneğin üstündeki taşıtlarıyla bir otoyol, "çizgi kaynak" olarak kabul edilmektedir. Nokta kaynaktan çıkan seslerin küresel yayılmasına karşın çizgi kaynaktan çıkan seslerin, kaynağın özelliği nedeniyle, silindirik yüzeyler meydana getirerek yayıldıkları kabul edilmektedir. Belirli bir kaynaktan oluşan ses, ortamın özelliğine göre bir boyutlu ortamlarda düzlem dalgalarla, iki boyutlu ortamlarda koşullarından kaynaklanan özel dalgalarla ve üç boyutlu ortamlarda küresel dalgalarla yayılma göstermektedir. Yapılardaki aydınlıklar, uzun koridorlar, asansör boşlukları, havalandırma kanalları gibi boyutlarından biri öbürlerinin en az 10 katı olan yapı bölümleri, akustik açıdan tek boyutlu ortam olarak değerlendirilebilir. Bu ortamlarda küresel karakterli ses dalgaları giderek düzlem dalgalar halini alır ve bu dalgaların yüzeylerinde bir büyüme olmaması nedeniyle, ses yutulmaları dikkate alınmazsa, ses başlangıçtaki şiddetini korur. Duvar ve döşeme gibi yapı bölümleri iki boyutlu akustik ortamı oluştururlar. Bu tür ortamlarda da ses, yayılma sırasında ortam geometrisi nedeniyle önemli bir kayba uğramamaktadır. Üç boyutlu ortamlardaki yayılım, sınırsız ortam olarak kabul edilen açık hava ile sınırlı ortam olan kapalı hacimlerde farklı özellikler gösterir. Sınırsız ortamda, yansımanın göz ardı edilecek düzeyde kalmasıyla düzgün küresel dalgalar biçiminde yayılan ses, sınırlı ortamda sürekli olarak yüzeylere çarparak yansır ve bu yansımalar, yutulup sönene değin doğrultusuz yayınık ses alanını doğurur.

 

Yayılan ses dalgaları herhangi bir engel yüzeyine rastladığında sesin bir bölümü yansıyarak geri dönmekte, bir bölümÜ yüzey tarafından yutulmakta, bir bölümÜ de yüzeyden içeri geçmektedir. Yansıtıcı yüzeye bağlı olarak yansıma, düzgün ya da yayınık olmaktadır. Karşılaştığı yüzeyin etkili pürüzlülük, gözeneklilik, esneklik gibi malzemeye has özellikleri sonucu ses, belirli düzeyde bir kayba uğrayarak yansır. Bu yutulan miktar sesin frekansının yükselmesiyle artar. Sesin bir bölümü de elemanı titreştirerek öbür tarafa geçer. Frekansın artmasıyla kitlenin karşı koyuşunun da artacağı bu geçiş, doğrudan ya da dolaylı olarak görülür. Karşılaşılan yapı öğesinin kesitinde ilerleyen dalga hareketi, bünyede bir kesiklik olmadıkça yayılmasını sürdürerek bitişik hacimlere geçer. Ses, hacimdeki yayılımı sırasında rastladığı aralık, köşe, kenar ve özellikle dar yarıklar ya da çizgili, dilimli bir yüzeyden geçince, doğru yolundan ayrılarak, gölge (ses kaynağını görmeyen bölge) içinde girişim saçakları oluşturur. "Kırınım" olarak adlandırılan bu olay yapı akustiğinde önemli sonuçlar doğurur. Ayrıca ses, fiziksel özellikleri tüm doğrultular boyunca özdeş olmayan ortamlarda hız ya da bir ortamdan öbürüne geçerken doğrultu değiştirir. Ancak, "kırılım" adı verilen bu olay yapıda belirgin sonuçlar doğurmaz.

 

Yapıda Akustik:

Meydana gelişi ve davranışları açısından fiziksel bir olay niteliğindeki sesle ilgili olarak yapı akustiği içinde ele alınan olaylar, YAPI ve yapı öğelerinde sesin oluşumu, yayılım, yalıtım ve yapılarda hacimsel akustik konfor koşullarının sağlanması biçiminde iki grupta toplanabilir. Birinci grupta, yapıyı kullananların gerek yapı dışından gelen, gerekse yapıda oluşan istenmeyen gürültüden (ses etkisinden) korunması temel sorundur ve bu sorunlara oluşan gürültünün doğrudan kaynağına müdahale, gürültünün algılayıcıya ulaşmasının önlenmesi ve gürültüden etkilenenlerin korunması ilkelerinden hareketle çözüm aranmaktadır. Gürültünün denetlenmesinde ilk akla gelen yöntem, gürültünün kaynağına müdahaleyle etkisinin azaltılmasıdır. Ancak, yapı içindeki ses kaynakları açısından kısmen etkili olan bu yaklaşım, dış gürültü kaynaklarının denetimi açısından çok dolaylı yönden olanaklıdır ve yapısal kararların dışındadır. Uygulamada özellikle üstünde durularak sonuç alınan, yapı içinde sesin yayılmasının ve iletilmesinin önlenmesine yönelik olan ikinci yaklaşımdır. Kaynaktan çıkan sesin yayılımının çevresel koşullara bağlı olduğu düşünülerek, tek boyutlu yayılma ortamlarında ses yutuculuğu yüksek malzeme kullanılması, özellikle yansımalar düşünülerek, yapı öğelerinin boyutlandırılması gerekmektedir. Sesin bir hacimden öbürüne geçişinde, moleküler etkileşim sonucunda geçme hali uygulamada göz ardı edilebilir; bu durumda yapı öğelerinde yüzey titreşimiyle geçme hali etkili olmaktadır. Benzer biçimde kapı, pencere gibi öğelerde de görülen bu geçişte yapı öğesi, kütlesi oranında direnç gösterir. Artan frekansla sesin bu geçişte karşılaştığı direnç de bağıl olarak artmaktadır. Bu nedenle, büyük kütleyi titreştirmek için daha fazla enerjiye gerek olacağından, geçişin arzulanmadığı yerlerde birim ağırlığı yüksek, boşluksuz, kalın öğelerin oluşturulması yoluna gidilmekte, çift tabakalı sistemler oluşturularak enerjinin yutulması hedeflenmekte, sesin doğrudan etkisinde olan tabakanın yumuşak ve yutucu özelliği bulunan malzemeden seçilerek, bu etkinin yükseltilmesine çalışılmaktadır. Döşeme gibi doğrudan darbe sesinin etkili olduğu noktalarda, adımla temasta olan kaplamanın olabildiğince esnek seçilmesi, bir yalıtım tabakası üstünde yüzer şap uygulaması gibi önlemlere gidilmektedir.

 

Doğrudan ses etkisinde kalanların korunması konusunda planlama aşamasında önlemler alınabilmektedir. Planlamada, yaşanan ve çalışılan hacimlerin yapının daha gürültüsüz yönüne alınması, gürültülü ve sessizlik gerektiren hacimlerin gruplandırılması, aralarında, özellikle sınaî kuruluşlarda, arşiv, depo gibi hacimlerle perdeleme yapılması gibi çözümler seçilmektedir. Yapıların, özellikle büyük hacimlerin akustik konforu, sesin kırınımı, yansıması, sönümü gibi fiziksel olaylar nedeniyle bozulmaktadır. Bir hacimde, kaynaktan çıkan sesin, içbükey yüzeye çarpıp yansıyarak yeniden toplanma eğilimi göstermesine "odaklanma" denmektedir. Özellikle hacim içinde meydana gelen odaklanma, bir ikinci kaynak oluşturarak akustik konforu olumsuz yönde etkilemektedir. Kapalı hacimlerde sesin yansıma özelliğinden yararlanılarak belirli bölümlerde ses yoğunlaştırılabilmekte, ayrıca açık hava tesislerinde sesin, uygun planlanmış yansıtıcılar aracılığıyla dinleyici üstüne yönlendirilmesi sağlanabilmektedir. İnsanın yapısı gereği ses izlerinin kulakta 1/15 saniye kadar bir süre kalması, hacimdeki yansımayla sesin algılanmasında farklı etkiler doğurur. Bir ses kaynağından doğrudan gelen ses ile yansıyarak gelen ses arasındaki kat edilen mesafe farkı 22 m.den azsa "ses uzaması", 22–34 m. arasındaysa sesin özelliğine göre uzama ya da yankı, 34 m.den fazlaysa "yankı" denen fizyolojik sonuç doğar. Yansıma ve yankı, hacimlerin boyut ve biçimine göre değişir. Ayrıca, yansıyan ses enerjisinin, başlangıçtaki enerjinin milyonda birine düşmesiyle sona erdiği kabul edilen reverberasyon (yankılanım, eko) süresinin de en iyi işitme koşullarını sağlayacak süreler içinde kalması, akustik konfor açısından gereklidir. Hacimsel akustik konfor koşullarının sağlanması öncelikle planlama aşamasında alınacak önlemleri ve bilinçli malzeme seçimini gerektirmektedir. Ayrıca yapı öğelerinin ve kullanılan malzemenin biçimlendirilmesi ve boyutlandırılması gibi konular da önem taşımaktadır.

E.B.S  

H. Y. Ersoy