MAK 4026SES ve GÜRÜLTÜ KONTROLÜ

13. HaftaGürültü Kontrolü-

Aktif Kontrol, Durum Çalışmaları ve Örnekler

Gürültü KontrolüGürültü Kontrolü

•Aktif Kontrol(Genellikle düşük frekans uygulamalarında kullanılır)

Kontrollü ters faz ses alanı ile yaratma

•Pasif Kontrol(Daha yüksek frekanslarda daha verimlidir, Yutucu malzemeler kullanılır)

1) Kaynağında kontrol2) Kaynak-alıcı arasında kontrol 3) Alıcıda kontrol

A) Yapı-kaynaklı gürültü (SbN): Bir yapıdaki değişken kuvvetlerin oluşturduğu ve yapı yolu ile iletilen gürültü

B) Hava kaynaklı gürültü (AbN):Akış yolu ile ortaya çıkan gürültü veya kaynağı önemini yitiren gürültü

Aktif kontrol

Prensibi: Aktif kontrol, orijinal (birincil) gürültünün uygun fazda ve genlikte yaratılan ikincil bir gürültü vasıtasıyla azaltılmasına dayanır.

Birincil gürültü

İkincil gürültü

Sonuç gürültü

Aktif kontrol Adaptif sistem ile aktif kontrol

Birincil gürültü sinyali

İkincil gürültü sinyali (referans sinyal)

Dijital filtre

Adaptif Algoritma

Gürültü KontrolüGürültü Kontrolü

Durum çalışmaları

(Case Studies)

Durum Çalışması-1: Aktif kontrol

Dikdörtgen bir ağaç kutu

İkincil kaynak (hoparlör)

Birincil kaynak (hoparlör)

Hata mikrofonu

YükselteçYükselteç

Üreteç

Kontrolör

Adaptif bir sistem ile gürültü kontrolü:

İkincil hoparlör

Hata mikrofonu

Birincil hoparlör

Frekans (Hz)

Gen

likte

aza

lma

(dB

)

Durum Çalışması-2: Pasif kontrol

Hücre ve boru kullanımı ile gürültü kontrolü:

Örnek-1

Fabrikada operatör sağlığı için gereken önlemler:

Fabrikada yaş kağıt makinası bölümünde çalışan operatöre gelen gürültü dozunun azaltılması isteniyor. İlgili bölümde ölçülen gürültü seviyeleri şu şekildedir:

EMİCİ VALSLER

GAUÇ VALSİ

KONTROL BÖLÜMÜ

YAŞ KISIM

•Dominant ses Gauç valsinden kaynaklanmaktadır.

•Operatörün bu bölümde harcadığı süreler:

saat

saat

saat

2 6.063 4.595 12.658 8

80.632

12.658

x x x x

x birim

•Standarda göre 8 saatlik çalışma süresine göre efektif saaatler:

1 1

2 2

3 3

100 2 0.632 1.264

92 6.063 0.632 3.832

94 4.595 0.632 2.904

A

A

A

L dBA T saat

L dBA T saat

L dBA T saat

Standarda göre 8 saatlik çalışma süresine göre efektif saaatler:

Günlük gürültü dozu limiti:

1.264 3.832 2.9041.996 1

2 6 4D olduğundan tedbirler alınmalıdır.

1 1

2 2

3 3

100 2 0.632 1.264

92 6.063 0.632 3.832

94 4.595 0.632 2.904

A

A

A

L dBA T saat

L dBA T saat

L dBA T saat

Alınabilecek tedbirler:

1.Gürültü kaynağı (Gauç valsi) bir hücre içine alınmalıdır.

2.Operatör yalıtımlı bir oda içerisine alınarak, mesaisinin bir bölümünün burada geçirilmesi sağlanmalıdır.

• 1.tedbir makinanın fiziki durumu nedeni ile mümkün olmadığından ikinci tedbir seçilmiş, bu kapsamda şekilde de gösterilen kontrol odası inşa edilmiştir.

Yapıların Ses İletim Kaybı (TL) Hesabı

1. Adım: Tablodan yapı malzemesinin Yüzey Yoğunlukları (m) ve Plato Yükseklikleri belirlenir.

2. Adım: Yapı için istenilen frekans bandındaki ses iletim katsayıları kütle kanunu formülünden hesaplanır: 47)log(20))(( fmSRINRITL

Eğer hesaplanan TL değeri Plato Yüksekliğinin üzerinde ise, Plato yüksekliğine hangi kritik frekansta ulaşıldığının hesaplanması gerekir:

3. Adım: Kritik frekans:

20

47

101

PY

c mf

i) Kritik frekansın hangi oktav bandı içerisinde yer aldığı belirlenir.

ii) Bu oktav bant merkez frekansı dahil olmak üzere ardışık 3 merkez frekans boyunca aynı kalır, yani TL=PY olarak alınır.

ii) Bir sonraki oktav bandında ise 6 dB artar ve yine ardışık üç oktav band boyunca aynı kalır yani TL=PY+6 dB olarak alınır.

16 32 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000

Oktav Bant Merkez Frekansları (Hz)

Eğer yapılar

a) Birbirine değmeyecek şekilde (aralarında en az 30 cm) artarda yerleştirilmiş ise

Toplam Ses İletim Kaybı: TLt= TLa+ TLb+ TLc

Çok Katmanlı Yapılar için Ses İletim Kaybı Hesabı

W1 W’1 W’’1 W2

a b c

b) Birbirine yapışık veya aralarında çok küçük boşluk varsa tüm sistem tek bir sistem olarak düşünülerek çözüm yapılmalıdır.

Bu durumda, toplam yüzeysel yoğunluk:

mt= (ma+mb+mc)

Toplam Ses İletim Kaybı:

TLt=20log(f*mt)-47

Not: Birleşik sistemin Plato yüksekliği olarak PY’si en yüksek olan malzemelerin PY’si seçilir.

W1 W2

a b c

Çok Katmanlı Yapılar için Ses İletim Kaybı Hesabı

W2W1

a

b

c

c) Üstüste yerleştirildiyse

Toplam Ses İletim Kaybı

TLt= 10log (1/Tm) olacaktır.

Tm= (T1S1+ T2S2+ T3S3)/(S1+S2+S3)

Tm ortalama ses iletim katsayısı olup S1, S2, S3 yüzey alanlarıdır.

10

TLi

10

1iT

Örnek-2

Örnek: Aşağıda malzeme ve kalınlıkları belirtilen yapıların 500 Hz oktav bandındaki ses iletim kayıplarını hesaplayınız.

a) 1 cm kalınlığında çelik levha

b) 1.5 cm kalınlığında beton

c) 0.5 cm kalınlığında sıva

Malzemelerin yüzey yoğunlukları (m) ve plato yükseklikleri

a) Çelik Levha : ma =1x78=78 kg/m2 PYa=40 dB

Beton : mb =1.5x23=34.5kg/m2 PYb=38 dB

Sıva : mc =0.5x17=8.5 kg/m2 PYc=30 dB

Çözüm

a) Çelik için 500 Hz merkez frekansa sahip banttaki ses iletim katsayısı

TLa=20log(500*78)-47=44.82 dB > PY=40 dB

Bu değer (TLa) plato yüksekliğinden büyük olduğu için, plato yüksekliğine hangi kritik frekansta ulaşıldığının hesaplanması gerekir:

fc=(1/78)*10^((PY+47)/20) fc= 287 Hz.

• Bu frekans 250 Hz oktav bandı içerisinde yer alır.

• TL (NRI) plato yüksekliği değeri 250, 500 ve 1000 Hz boyunca yani ardışık 3 oktav bandı boyunca aynı kalır

• Bir sonraki oktav bandı olan 2000 Hz de 6 dB artar. Yani 2000 Hz’de TL 46 dB değerine ulaşır.

• Burada 500 Hz için TLa=PY=40 dB değeri alınır.

b) TLb=20log(500*34.5)-47=37.73 dB < PYb=38 dB

c) TLc=20log(500*8.5)-47=25.56 dB < PYc=30 dB

Örnek 2’de verilen bu yapılar

a) 30 cm aralıklı yan yana

b) Bitişik

c) Üst üste yerleştirilirse ses iletim kayıpları ne olur?

Çözüm

a) TLt= TLa+ TLb+ TLc Bu durumda

TLt=40+37.73+25.56= 103.29 dB

b) m= (ma+mb+mc)= 121 kg/m2 TLt=20log(500*121)-47=48.6 dB bulunur.

Bu değer yapıda bulunan en yüksek plato değerinden daha büyük olduğundan Örnek 1’de yapıldığı gibi işlemler tekrarlanır:

fc=185 Hz. 125 Hz bandındadır. Ardışık üç frekansta plato yüksekliği değişmeyeceğinden 500 Hz’de TLt=40dB olarak alınır.

Örnek-3

c) TLt= 10log (1/Tm)

Tm= (T1S1+ T2S2+ T3S3)/(S1+S2+S3)

Bu durumda T1=1/(10TL1/10)= 1/(1040/10)=10-4

T2=1/(10TL2/10)= 1/(1037.73/10)=10-3.8

T3=1/(10TL3/10)= 1/(1025.56/10)=10-2.6

(S1=5m2, S2=5m2, S3=5m2 olarak verilsin.)

Tm=(10-4x5+ 10-3.8 x5+ 10-2.6 x5)/15= 0.0139

TLt= 10log (1/Tm)=10log(1/0.0139)=18.58 dB bulunur.

Duvarlar vasıtasıyla ses azaltımı (NR) TL değerlerinden şu şekilde hesaplanır:

a) En genel halde

b) Her iki alan da serbest ses alanı ise

TR=NR

c) Alıcı oda serbest alan ise (R2 sonsuza gider):

w

2

S1NR TL 10log( + )

4 R

1NR TL 10log( )

4

Yapıların Gürültü Azaltım (NR) Hesabı

Örnek 1’de verilen fabrika için 5 cm kalınlığında beton bir oda yapılması (Kontrol Bölümü) isteniyor. Operatörün bu odada belirli bir süre kalarak gürültü doz etkisinin azaltılması amaçlanıyor. Standarda uygunluk için bu odanın 15 dB’den büyük bir gürültü azaltımı yaratması hedeflenmektedir.

Not: Burada STC yani frekans ortalama TL esas alarak NR hesaplanacaktır.

m =5x23=115 kg/m2 PY=38 dB

Örnek -4

Çözüm

Frekans (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000

TL (dB) 36,15 42,17 48,19 54,21 60,23 66,26

Plato Yüksekliği (dB) 38,00

Düzeltilmiş TL (dB) 36,15 (38)  38 38 

 (38+6) = 44 44   44

STC (dB)  40.7 dB

NR (dB)  21.5 dB

Kritik Frekans: fc=(1/m)*10^((PY+47)/20) = 154.6 Hz, 125 Hz bandındadır.

•Bu oda için Gürültü Azaltım değeri (NR);

2 (1 )TSR

Burada, odanın tamamı beton olduğundan yutucu yüzey tüm oda yüzeyi ile aynı olduğundan dır. w TS = S

Betonun ortalama yutma katsayısı (NRC) 0.05 alınmıştır.

dB5.21

05.0

05.01

4

17.40

1

4

1log10

4

1log10

2

TLR

STLNR W

• Bina inşa edildikten sonra yapılan incelemelerde, Operatör dışarı hatta sadece bazı ayarlamalar ve genel gözlem için kalmakta böylelikle mesaisinin 7.91 saatini ise (100-21.5)=78.5 dB’den düşük olan bu kontrol odasında harcamıştır.

•Kalan 12.658-7.91=4.748 saat ise aynı oranda mevcut gürültüye maruz kalmıştır.

•Bu durumda belirtilen gürültülere aynı oranda maruz kalındığından kalan süreyi eşit oranda paylaştıralım:

2 6.063 4.595 12.658 4.748

4.7480.375

12.658

y y y y

y birim

•Yeni durumdaki doz miktarı:

1 1

1 1

1 1

100 2 0.632 0.375 0.474

92 6.063 0.632 0.375 1.436

94 4.595 0.632 0.375 1.089

A

A

A

L dBA T saat

L dBA T saat

L dBA T saat

•Bu değerler sekiz saatlik efektif mesai saatine göre yeniden düzenlenirse

0.474 1.436 1.0890.749 1

2 6 4D

tedbir amacına ulaşmış olmaktadır.