Yeni Cami`nin akustik açıdan performans değerlendirmesi

Abstract

YENİ CAMİ' NİN AKUSTİK AÇIDAN PERFORMANS DEĞERLENDİRMESİ ÖZET Camiler, İslâm'ın özünde yer alan, birlik ve beraberlik ruhunun insanlara kazandınldığı ve toplumsal dayanışmanın temellerinin atıldığı kutsal mekanlardır. Camilerin toplumsal açıdan büyük önem taşıması nedeniyle; özellikle İstanbul' un fethinden sonra, Bizans mimarisine ait dini yapılarla boy ölçüşebilecek ve onlardan hem boyut, hem de kalite olarak daha üstün camiler yapılması gerekmiştir. Ayrıca, camiler, Osmanlı döneminde, hanedan için önemli bir prestij göstergesi olmuştur. Bu yüzden, saray mensupları kendi isimlerini taşıyan görkemli camiler yaptırmışlardır. Bu süreçte yapılan camilerin görsel ve mekansal nitelikleri ön plana çıktığı için, mimari açıdan son derece iddialı ve görkemli eserler ortaya konmuştur. Mimarlık tarihinde özel bir yere sahip olan bu yapıların bakımı ve korunması, kültürel zenginliğimiz açısından büyük önem taşımaktadır. Bunun için, yapının kalite ve niteliklerinin belirlenmesi çok önemli bir adımdır. İbadet sırasında yaşanan ruhani tecrübenin derinliği, doğrudan mekanın akustik kalitesi ve performansına bağlıdır. Bu yüzden, mekanın akustik karakteri, öncelikle korunması gereken özelliklerindendir. Eminönü' nde bulunan Yeni Cami' nin Mısır Çarşısı' na çok yakın olması ve büyük bir meydanda bulunması sonucu, cemaat 4000 kişiyi bulmaktadır. Yeni cami, hem ait olduğu dönemin en önemli yapılarından biri olması, hem de günümüzde de işlevini en yoğun şekilde koruyan camilerin başında gelmesi açısından, özenle incelenmeli ve korunmalıdır. XIVBu nedenle, Enimönü Yeni Cami' nin akustik açıdan performans değerlendirilmesi yapılmıştır. Bu çalışma sırasında, mekanın boyutlarının çok büyük olması ve baskın elemanı olan kubbenin geometrik özellikleri sonucu, oldukça ilgiye değer saptamalar yapılmıştır. Mekanın içindeki akustik kalite, yapısal, hacimsel ve geometrik özelliklerine bağlı olarak değişir. Bu yüzden öncelikle, çalışmanın eksenini oluşturan, konuşmanın anlaşılabilirliği ve müzikal kalite gibi konular açıklanmıştır. Bir sonraki aşamada, metraj çalışmaları yapılmıştır. Bu metraj değerlerinden yola çıkılarak, önceden açıklanan prensip ve formüller doğrultusunda, Yeni Cami' nin teorik olarak akustik performans değerlendirmesi yapılmıştır. Daha sonra, mekan içinde gözlemler, anketler ve ölçümler yapılarak, Yeni Cami' nin deneysel olarak akustik performans değerlendirmesi yapılmıştır. Son olarak, yapılan teorik ve deneysel çalışmaların sonuçları karşılaştırılarak, Yeni Cami' nin akustik performansı hakkında bazı sonuçlara varılmıştır. xv

EVALUATION OF THE ACOUSTICAL PERFORMANCE OF THE NEW MOSQUE SUMMARY Mosques are holy spaces in which the congregation is coming together around a common sense of unity. Mosques have significant importance for the society. Thus, especially after the conquest of Istanbul, there was a need of building monumental and sumptuous mosques of equal quality with the Byzantine churches. Also, mosques were prestige buildings for the dynasty. The members of the dynasty had built majestic buildings carrying their names. Mosques which were built during this period were important especially with their esthetic and spatial properties and had high architectural quality. Preservation of these buildings that have a special place in the architectural history, has great importance for our cultural multiplicity and richness. The first step to achieve this is the determination of the qualities and properties of the building. The profoundness of the holy atmosphere during the worshipping is directly related to the acoustical performance of the building. Thus, the acoustical characteristics of the room is one of the main qualities which must be preserved. The New Mosque in Eminönü is quite near to the Egyptian Bazaar and is placed on a big open square. Thus, the congregation can be up to 4000 people. The New Mosque, is one the most important buildings of its time and is still preserving its functionality and capacity. xviBecause of these reasons, acoustical performance of The New Mosque was prepared. During this study, because of the extreme dimensions of the room and the geometrical behavior of the main structural element of the building-dome, quite interesting determinations were made. The acoustical quality inside the room changes according to structural, spatial and geometrical properties of the building. Thus, first of all, the main subjects of the study (such as speech intelligibility and musical quality) were explained. As the second step, measurement studies of the building were prepared. The results of these studies were used according to the formulas and principles which were explained before. With this, theoretical evaluation of the acoustical performance of the New Mosque was made. Next, with observations, surveys and acoustical measurements, experimental evaluation of the acoustical performance of the New Mosque was made. Last, results of the theoretical and experimental studies were compared with each other and some final conclusions about the acoustical performance of the New Mosque were made. xvnBÖLÜM 1. GİRİŞ Toplumların birbirileriyle dayanışma içinde bulunmaları, birlik ve beraberliklerini sağlayabilmeleri ve yıkıcı tehlikelere karşı kendilerini koruyabilmeleri açısından oldukça önemlidir. Toplum içinde gerekli olan bütünlük ve dayanışma, ortak kültürel değerlerle sağlanır. Din, bu ortak değerlerin başında gelir. İslâm birleştirici, bütünleştirici ve toplumsal dayanışmayı sağlayıcı bir dindir. Parçalan bir araya toplayan, bir bütünün bir kısmını diğer kısmına katan, uzlaştıran ve barıştıran anlamlarına gelen cami, [1] toplumda ortak bir şuurun oluşmasına önemli katkılar sağlayan bir kurumdur. İslâm'ın ilk dönemlerinde caminin görevi çok geniş tutulmuştur. Müslümanlar bu anlayışın sonucu olarak camiyi ibadet edilen, ilim öğrenilen, siyasî ve sosyal işlerin görüşülüp karara bağlandığı, ordu karargâhı, elçilerin kabul edilip diplomatik görüşmelerin yapıldığı bir makam ve bazen de hapishane olarak kullanmışlardır [1]. İslâm'ın yayılmasıyla, camilerin sayısında da bir artış yaşanmıştır. Camiler, yerleşim merkezlerinin düzenlenmesinde belirleyici bir rol oynamışlardır. Yeni kurulacak olan yerleşim merkezlerinde önce cami yeri belirlenmiş, sonra şehrin diğer kısımları onun çevresine kurulmuştur [2]. Ancak fetihlerin artması, coğrafî sınırların genişlemesi ve değişen şartlar, cami ve mescitlerin başlangıçtan beri üstlendikleri bazı fonksiyonlarını tamamen veya kısmen diğer kurumlara bırakmasını gerektirmiştir [3]. Siyasi rejim farklılıkları ve gelişen sosyal yapı nedeniyle, önceden neredeyse bir sivil toplum örgütü vazifesi gören camiler, siyasi, askeri ve diğer yan işlevlerini kaybetmiş ve sadece ibadet için kullanılmaya başlamışlardır. Camilerin toplumsal açıdan büyük önem taşıması nedeniyle; özellikle İstanbul' un fethinden sonra, Bizans mimarisine ait dini yapılarla boy ölçüşebilecek ve hatta onlardan hem boyut hem kalite olarak daha üstün camiler yapılması gerekmiştir. Ayrıca, camiler, Osmanlı döneminde, hanedan için önemli bir prestij göstergesi olmuştur. Bu yüzden, saray mensupları kendi isimlerini taşıyan görkemli camileryaptırmışlardır. Bu süreçte yapılan camilerin görsel ve mekansal nitelikleri ön plana çıktığı için, mimari açıdan son derece iddialı ve görkemli eserler ortaya konmuştur. Mimarlık tarihinde özel bir yere sahip olan bu yapıların bakımı ve korunması, kültürel zenginliğimiz açısından büyük önem taşımaktadır. Bunun için, yapının kalite ve niteliklerinin belirlenmesi çok önemli bir adımdır. Mekanın akustik kalite ve performansı, öncelikle korunması gereken bir özelliktir. Yeni Cami, Osmanlı dönemine ait ve günümüzde de işlevini en yoğun şekilde koruyan camilere iyi bir örnek oluşturmaktadır. Eminönü' nde bulunan Yeni Cami' nin Mısır Çarşısı' na çok yakın olması ve büyük bir meydanda bulunması sonucu, cemaat 4000 kişiyi bulmaktadır. Bu nedenle, Enimönü Yeni Cami' nin akustik açıdan performans değerlendirilmesi yapılmıştır. 1.1. Caminin tarihçesi Eminönü' nde bulunan Yeni Cami' nin temeli 1597 yılında atıldı. Sultan III.Mehmed' in tahta geçiyle Valide Sultan adıyla bütün nüfuz ve hükmü eline alan ve siyasi işlere bile karışmaya başlayan Safiye Sultan, hayır işleri yaparak şerefini yükseltmek arzusunu duyunca bir cami yaptırmaya karar verdi. Caminin inşası için seçilen Bahçekapı, gümrüğe ve limana yakınlığı dolayısıyla bir ticaret yeri, oldukça sıkışık bir yahudi ve hıristiyan mahallesiydi. Caminin inşaat sınırları içinde bir kilise ve bir sinagog vardı. İstimlak edilecek evlere iki kat bedel verilmesi; sinagog ve kilise yerine de iki harap mabedin onarılması kararlaştırıldı. Mimarlığa Ser Mimaran-ı Alem Davud Ağa getirildi. Mimar Sinan' in yetiştirmelerinden olan Davud Ağa, Mimar Sinan' in sağlığında bizzat yaptırdığı eserlerine de adını yazdırabilmiştir. Eskiden surlarla çevrili olan Eminönü' nün dışa açılan bazı kapılan vardı : Bahçekapısı, Çıfıtkapısı ve Balıkpazarı kapıları. Bugün deniz ile cami arasındaki geniş alan ise, tamamen denizle kaplıydı. (Şekil 1.1) Yeni Cami' nin inşaat alanının deniz seviyesindeki bir dolgu arazisinde yer alması nedeniyle temel çukurlarında su çıkmaya başlayınca, Davud Ağa, Mimar Sinan' in Büyükçekmece köprüsünde yaptığı gibi büyük kazıklar çaktırıp, bunların başlarınıkurşun kuşaklarla birleştirmiş ve yapının temel taşlarını bu tabanlara taşırmıştır. Bu sayede yapı, bugüne kadar Haliç kıyılarında meydana gelen çökme, kayma ve sarsıntılara dayanabilmiştir. Şekil 1.1 Osmanlı döneminde Yeni Cami 1598 yılında İstanbul' da meydana gelen veba salgınında Mimar Davud Ağa' nın ölmesi üzerine, caminin mimarlığına Dalgıç Mehmed Çavuş getirildi. 1603 yılında III.Mehmed' in ve arkasından da Safiye Sultan' m ölümü üzerine inşaat yarım kaldı. Yapı ilk pencere kemerlerine kadar yükselmişti. Aradan yıllar geçti ve çevreyi yine yahudi evleri kapladı. 1660 yılında meydana gelen ve İstanbul halkını acı ve sefalet içinde bırakan büyük yangından Bahçekapısı çevresi de etkilenmiş, Yeni Cami de hasara uğramıştı. Bu sırada, halka yardım amacıyla yangın yerlerini gezen Sultan IV.Mehmed' in validesi Turhan Sultan, bu caminin yarım bırakılmış duvarlarına rastladı. O sıralarda bir cami yaptırmayı düşünen Valide Sultan, bu abideyi kurtarmak düşüncesiyle 1660 yılında, (inşaatın durmasından 59 yıl sonra) duvarlanndan bir sıra taş sökülerek yapının inşasını yeniden başlattı. Mimarlığına Ser Mimar-ı Hassa Mustafa Ağa tayin edilmişti. Caminin yapımı 1663 yılında tamamlandı.¥ Şekil 1.2 Yeni Cami Planı Cami alçak bir yerde kurulduğu için, oldukça yüksek bir subasmanın üstüne inşa edilmiştir. Subasman seviyesine merdivenlerle çıkılmakta ve cümle kapılarından içeriye girilmektedir.Son yüzyıllarda buradaki ticarethane sayısının artması ve hatta dış avluyu bile istila etmesi üzerine, denize bakan dış avlu duvarları ve merdivenli kapı yıkılarak, Yeni Cami çevresinin tüm özellikleri ortadan kaldırılmıştır. Caminin arka duvarlarının da aynı sebepten ötürü bugünkü halini aldığı anlaşılmaktadır. Yeni Cami' nin planı, Mimar Sinan' in Şehzade Cami' nde kullandığı planın daha ayrıntılı bir şeklidir ve ortada büyük bir kubbeyi tutan dört ayak ile, yanlarda dört yarım kubbeden meydana gelmiştir. (Şekil. 1.2) Kare bir alanı kaplayan merkezi kubbe ile dört yarım kubbenin köşelerinde kalan boşluklar, küçük tam kubbelerle örtülmüştür. Yalnız avlu tarafında mevcut olan alt ve üst galerinin ilavesiyle bina dikdörtgen bir şekil almıştır. Uzun kuzeydoğu ve güneybatı cephelerinde dıştan ve içten ufak sütunlara dayandırılmış ufak galeriler vardır. Cami, bir bina ile şadırvan avlusundan ibarettir. Bu avlu kare bir alanı kaplamakta ve her kenarda altışardan toplam yirmi sütun bulunmaktadır. Bu sütunlar, 24 küçük kubbeyi taşımaktadır. Avlunun ortasında işlemeli, sekizgen formunda bir şadırvan vardır. Bu avludan cümle kapısından geçerek içeri girdiğimizde, caminin dört ayak üzerine oturmuş büyük kubbesini ve altında kademeleşerek onu tutan yarım kubbeleri ve yardımcı kemerleri görürüz. Cümle kapısının önündeki iç galeri, sekiz, 12 ve 16 kenarlı ayaklara oturmakta ve hafif yayvan olan kemerler galeriyi esas hacimden kısmen ayırmaktadır. Yan ve arka galerilere, yanlardaki istinat duvarları içindeki merdivenlerden çıkılmaktadır. Caminin tam ve yarım kubbeleri, kemerlerden sonra, işlemeli bir silmenin üzerine inşa edilmiştir. Böyle geniş bir silme başka hiçbir camide görülmemektedir. Yeni Cami' de klasik nizamların biraz zayıfladığı ve kubbenin biraz daha sivri inşaa edildiği gözlemleniyor. Aynı durum içeride, ana kemerlerde ve yarım kubbelerde de vardır. Yine her bir yarım kubbeyi tutan üçer kemer de, o zamana kadar kullanılmamış olan basık yuvarlak sepet kulplu kemerlerdir. Caminin dış görünüşü, Süleymaniye' ye göre biraz daha ince ve uzundur. Büyük kubbe, yarım kubbelere, onlar da daha küçük kubbelere dayanmaktadır. Caminin hünkar mahfilinin altındaki sütunlardan ayrı iki tane mermer sütun vardır ki, Girit savaşı ganimetlerinden alınarak buraya konulmuştur. Mihrabın iki yanındakibalıksırtı işlemeli küçük sütunlar, mihrabı olduğundan daha dikey ve yüksek göstermektedirler. Yeni Cami içinde, Sultan Ahmed Camii' nde olduğu kadar fazla çini vardır. Yine de bu çiniler, lö.yüzyıl çinileriyle kıyaslanamaz. Caminin zemin katı ile ara kat duvarlan ilk katın bezemeli silmelerine kadar çini ile kaplanmıştır. Bu çinilerin renkleri açık ve koyu mavi, beyaz ve az miktarda yeşildir. Mihrab duvarındaki pencere içi yan duvarlarında yine aynı çiniler varsa da, bir kısmı döküldüğünden, yerlerine kırmızı çini levhalar eklenmiştir. Bu panolarda karanfil, gül, narçiçeğine benzer çiçeklerle servi, stilize yaprak ve vazo motifleri kullanılmıştır. Şekil 1.3 Yeni Cami Kesiti Caminin mihrabı fazla süslü değilse de, minber oldukça güzel bir parçadır. Bu minberin yanlarındaki üçgen panolar, renkli mermerlerden yapılmış ve beyaz mermerlere kakılmış bir nevi mozaik sularla çevrilmiştir. Mihrabın üstünde ve yanlarında bulunan üç alçı pencere de çok ince işlenmiştir. Caminin avlu içinde ve mihrabın karşısındaki cümle kapısından başka iki yanda da birer kapısı daha vardır. Avlunun da üç kapısı bulunmaktadır. Yeni Cami' nin doğu köşesindeki şevli kemerin üstündeki köşk ile cami içindeki mahfil birbirine üç direkli bir galeri ile bağlanmıştır. Bu galeriye aşağıdaki tören kapısından bir merdivenler çıkılır. Bu galeriden caminin içindeki kare mahfile girildiğinde, burada iki küçük mihrab ile karşılaşılır. Burası, çok güzel mermer veçini işlemeciliği ile süslenmiştir. Mahfilin cami içine bakan mermer parmaklığı da çok güzel bir eserdir. Dış galerinin duvarları da güzel çinilerle kaplanmıştır. İ I i 1 *>- Şekil 1.4 Yeni Cami Köşke girilen ve aşağıdan köşke çıkılan merdivenliğin kapıları, tamamen sedefle işlenmiştir. Köşke ufak bir kapıdan girilir ve esas hole geçilir. Bu hol geniş bir koridora bağlanır. Koridorun kuzey yönünde, yani Haliç manzarasına açık tarafta Valide Sultan' m oturma, yatak odası ve bir tuvalet bulunmaktadır. Buradaki odadan Boğaziçi, Beylerbeyi' ne kadar görünmektedir. Diğer yanda ise Galata ve Haliç sırtları seyredilir. Caminin üçer şerefeli iki minaresi vardır ve camiyi şadırvan avlusundan büyük cümle kapısı duvarının iki ucuna inşa edilmişlerdir [4].BÖLÜM 2. CAMİLERDE YER ALAN EYLEMLER, SES İLE İLGİLİ BÜYÜKLÜKLER, KONUŞMANIN ANLAŞILABİLİRLİ?İ, KONUŞMA VE MÜZİ?İ ETKİLEYEN FAKTÖRLER 2.1. Camilerde Yer Alan Eylemler Caminin akustik bir değerlendirmesinin yapılabilmesi için öncelikle, camide yer alan işlevler temel olarak iki ana grupta toplanmıştır : konuşma eylemi (vaazlar ve hutbeler), müzik (ilahiler). 2.1.1. Konuşma Eylemi (Vaazlar ve Hutbeler) İslâm birlik ve tevhid dinidir. Tevhid inancı, sosyal bir kaynaşma, kenetlenme ve bütünleşme anlayışıdır [5]. Camiler, İslâm'ın özünde yer alan, bu birlik ve beraberlik ruhunun insanlara kazandırıldığı ve toplumsal dayanışmanın temellerinin atıldığı kutsal mekanlardır. Vaazlar, cemaatin dinî ihtiyacım karşılayıcı, eğitici, öğretici, uyarıcı, sevdirici, müjdeleyici, kötülüklerden sakmdırıcı ve toplumu bütünleştirici olmalıdır. Vaazlarda kişisel ve özel konular kullanılmamalıdır. Ayrımcılık içeren ve zorlayıcı nitelikteki ifadeler, İslâm'ın özüne aykırıdır ve camiden soğumaya sebep olur. Cami, toplumsal uzlaşmayı sembolize eden kutsal mekandır. Bu yüzden din görevlilerinin yapmaları gereken, insanları sınıflandırmak ve onları uzlaşma ortamından uzaklaştırmak değil, aksine camiye gelen herkese dinin özüne ilişkin bilgiler verebilmek ve İslâm'ın birleştirici özelliklerini ortaya koymak olmalıdır. Hutbeler, cemaatin bilgi düzeyine ve bulunduğu yerin durumuna uygun olarak hazırlanmalıdır. Hutbelerde sık sık birlik ve beraberlik, sosyal dayanışma ve bütünleşmeyi sağlayıcı, kolektif bir şuuru ortaya çıkarıcı ve toplumsal uzlaşmayı canlı tutucu söz ve ifadelere yer verilmelidir. 2.1.2. Müzik Eylemi (İlahiler) Türk din musikisi, 'cami musikisi' ve 'tekke musikisi' olarak ikiye ayrılır.Cami musiki formlarının en önemli özelliği, onlann yalnızca 'insan sesi' ile, eşliksiz yani 'solo' ya da 'toplu icra' şeklinde üretilmiş olmalarıdır [6]. 1. Camilerde Kur'an, yüksek ve güzel sesle okunur. Vakit ezanları arasında toplanan cemaatten bir gönüllü tarafından cemaat bütünlüğünü arttırmak için, cuma ve bayram namazlarından önce veya teravih namazları sırasında imam tarafından sureler halinde, kutlu gün ve gecelerde, Kur'an-ı Kerim kursları sırasında, Hâfız-ı Kurra (güzel okuma yarışması) sırasında ve hatim duası sırasında yüksek sesle ve ezgili bir şekilde okunabilir. 2. İç ezanı, yalnızca Cuma namazlarında, baş müezzin minbere çıkmadan vakit ezanı şeklinde okunur. 3. Salât, cuma ve bayram namazları öncesi, müezzin mahfelinde solo ve toplu halde okunur. 4. Mevlîd-i Nebevi (mevlüt) okunması. 'Mevlîdhan' olarak anılan ve her biri birer ses vitüozü olan hafızlar tarafından doğaçlama üslupta okunur. 5. Miraciye okunması. 6. İlâhi, genel olarak Türk dini musikisini tanımlamakta kullanılır. Çeşitli içeriklere sahip eserler bu üslupta okunur. 7. Salât-ı Ümmiye, teravih namazlarında her dört rekatta bir okunur. Cami musikisinin temel işlevi, ibadetin ruhani niteliği ve mekan algısına yaptığı katkının kalitesiyle ilgilidir. 2.2. Sesin Algılanması ve Ses İle İlgili Büyüklükler Bir caminin akustik performansının değerlendirilebilmesi için, içinde yer alan temel işlevler, bunları etkileyen faktörler ve oluşumları incelenmelidir. Hesaplamalar ve kriter değerlerle yapılan kıyaslamalar sonucu, mevcut faktörlerin akustik performans üzerindeki olumlu ve olumsuz etkileri ortaya konabilir. 2.2.1. Sesin Algılanması Ses algısı, sesin frekansı ve basıncına göre farklılık gösteren bir süreçtir. Kulak, (Şekil 2.1) 3 ana bölümden oluşır : Dış kulak, Orta kulak, İç kulak Dış kulak, kulağın dışarıdan görünebilen kısmıdır. (Boyutları, duyabildiğimiz seslerin çoğunluğunun dalga boyundan küçüktür.) Bu kısım, önden gelen seslerinarkadan gelen seslere göre biraz daha iyi işitilmesini sağlar. Kulağı, dış etkilere (rüzgar, su,...) karşı korur. Ses algı sisteminin yöne bağımlılığı çok azdır. Dış Kulak A Orta KulakAİÇ ^.Uio,^ _A_ Yarım Daire Kartallarına Bağlanır Oval Pencere Salyangoz uvarlaK Pencere / ^ OstaJd Borusu ` Örs Scala vestibtıli Basılar membrane D Yuvarlak Pencere Scala tympani Şekil 2.1 insan kulağının yapısı Dış kulak kısmının geri kalanı, kulak kanalıdır ve bu kanal, kulak zarıyla son bulur. Bu bölüm, duyma aralığının orta değeri olan 3kHz' lik bir rezonansa sahip bir girintidir. Buradaki rezonans sayesinde ses dalgasının oluştuğu ortam ile kulak zarı arasında iyi bir direnç uyumu sağlanır ve sesin kulak zarına iletimi sağlanmış olur. Orta kulak 3 kısımdan oluşur : Çekiç, Örs, Üzengi 10Çekiç kulak zarına, örs üzengiye, o da oval pencereye bağlıdır. Orta kulak, bir direnç transformatörü gibi hareket eder. Sesin iletildiği havanın az dirençli ortamından, iç kulağın çok dirençli ortamına geçişini sağlar. Kulak zarı, oval pencerenin ardındaki salyangoz kısmındaki lenf sıvısının yüksek dirençli yüzeyine yaslanır. İç kulak kısmının ana bölümü, salyangozdur. Bu kısmın açılımı, Şekil 2.1' de gösterilmiştir. Salyangoz, çok sert bir kemik dokusunun içinde yer alır ve 3 cm x 0.02cm boyutlanndadır. Yaklaşık 24.000 sinir ucuna sahiptir. Oval pencereden alınan titreşimlerin ana sinir (basilar) demetleri ile iç kısımlara iletilmesi sonucu, `ses` algısı oluşur. Duyma eşiği, bir çift kulağın serbest bir ses alanında ancak duyabildiği ses basınç değerini gösterir. (Şekil 2.2) Kulağın en hassas olduğu frekans aralığı 2kHz-5kHz iken, duymanın acı eşiği, 135dB-140dB olarak kabul edilir [7]. Uzun süreli ve yüksek basınçlı sesler, ana membran üzerindeki duyma tüycüklerinin yapılarını bozduğu için, geçici veya kalıcı duyma kayıpları oluşabilir. 2.2.2. Ses Yükseklik Düzeyi Şekil 2.2' den anlaşılabildiği gibi, farklı frekanslardaki sesler ancak bazı ses basınç düzeylerinde algılanabilir. Sesin sübjektif bir yükseklik seviye algısından bahsedebilmek için, insan kulağının özellikleri dikkate alınmalıdır. Bunun için, `sesin yükseklik düzeyi` kavramı kullanılır ve sesin, 1kHz' deki saf tonlu bir ses ile sübjektif olarak kıyaslanmasıyla elde edilir. Örnek olarak, 50Hz' de 50dB ses basıncına sahip sesin yükseklik düzeyi, 20 phon' dur. Şekil 2.2' deki grafikte, 1kHz' deki tüm eş yükseklik eğrileri (phon), aynı zamanda ses basıncı (dB) değerine de eşittir [7]. 2.2.2.1. Stevens Yöntemi Sesin yüksekliği (sone), 1kHz' deki saf tonlu sesin 40dB' deki ses yükseklik düzeyi (phon) ile kıyaslanmasıyla elde edilir. Ses yüksekliği S=2(Li~40)n° (sone) (2.1) Ses yükseklik Düzeyi LL= 33.31ogS + 40 (phon) (2.2) İki birim arasındaki bu ilişki, daha pratik bir şekilde, Şekil 2.3' te gösterilmiştir. 11»4am mim wo WO §»îfc » 3)ı 6k SSilOk Mk Şekil 2.2 Duyma eşiği Karmaşık yapılı bir gürültünün değerlendirilmesi için en fazla kullanılan yöntem, Stevens tarafından bulunmuştur. Bu yöntemde, 1, 1/2, 1/3 oktav bantlarda ses basıncı ölçümleri yapılır ve daha sonra bu değerler, Şekil 2.4' teki değerler ile kıyaslanır [7]. Stevens yönteminde izlenen adımlar şunlardır : 1. 50Hz-lkHz arasında 1, 1/2, 1/3 oktav bantlarda ses basıncı ölçümleri yapılır. 2. Şekil 2.4' teki eğrilerdeki her bant için, ölçülen basınç düzeyleri girilerek, gürültü indeksi (sone) belirlenir. 12150 100 80 50 40 30 20 10 c c o en 1.0 0.8 0.5 0.4 0.3 0.2 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Phons PNdB Şekil 2.3 Sesin yüksekliği ve yükseklik düzeyi arasındaki ilişki 3. Toplam ses yükseklik indeksi bulunur. 120 S,=Im(l-K) + K^It sone (2.3) St : toplam ses yükseklik indeksi It : Şekil.2.4' ten bulunan, Im dahil her bir ses yükseklik indeks değeri Im : bulunan en yüksek I, değeri K : seçilen bant genişliği için, ağırlıklı katsayı (1 oktav bant için K = 0.3, 1/2 oktav bant için K = 0.2, 1/3 oktav bant için K= 0.15) 4. Eğer istenmişse, bulunan ses yükseklik değeri, denklem 2.2 kullanılarak, gürültü düzeyine (LL) dönüştürülür. 1350 100 200 2.2.3. Ses Düzeyi 500 IK 2K FREKANS Şekil 2.4 Gürültü indeksi 5K I OK Ses düzeyleri, ses basınç düzeyi değerleri ile oluşturulan, ağırlıklı eğriler ile ifade edilir. 3 çeşit ağırlıklı eğri ortaya konmuştur : A, B, C. A < 55dB < B < 85dB < C 14Her eğrinin frekansa göre değişimi, Şekil 2.5' te verilmiştir. Bu eğriler, insan kulağının gürültüye olan tepkisini ve hassasiyetini göstermektedir. Ses düzeyi, `L` ile gösterilir ve birimi dBA' dır. B veya C ağırlıklı eğrilerinin kullanılması durumlarında, bu birim, dBB ve dBC olur. (Çoğunlukla A eğrisi kullanılır) Bu değerler, Tablo 2.1' de gösterilmiştir [7]. 1510 -10 -o a B *§ -20 u O -30 -40 -50 31.5 63 125 4k 250 500 Ik 2k Frekans (Hz) Şekil 2.5 Ses düzeylerinin frekansa göre değişimi 8k 16k 2.3. Konuşmanın Oluşumu, Konuşmanın Anlaşılabilirliği ve Ölçülmesi Müzik ve konuşmanın algılanması arasında önemli farklar vardır. İnsan beyni, müzik dinlerken duyulamayan kısımları doldurabilme yeteneğine sahiptir. Örneğin, parçanın ilk bölümlerindeki bas ritimler duyulamasa bile bu, dinleyici tarafından bir sonraki tekrarda yakalanabilir. Konuşmada ise, sürekli değişen bir veri aktarımı söz konusudur ve değişik tonların farklı algılanması, ifadenin yanlış anlaşılabilmesine yol açar. Müzikteki gibi, konuşmaya eşlik eden ritimler ve ek melodiler olmadığı için, bir kelimenin bile anlaşılmaması sorun yaratır. 16Bu sebeplerden dolayı, konuşma eylemini güçlendiren mekanizmalar, müzik sistemlerinden daha detaylı olmalıdır [8], 2.3.1. Konuşmanın Oluşumu, Konuşma Sinyali ve Yön Faktörü 2.3.1.1. Konuşmanın Oluşumu Konuşma, göğüs kaslarının kasılarak, ciğerlerdeki havayı ses tellerine göndermesi sonucu oluşur. Bu olayda kullanılan organların hepsinde, ses titreşimleri sırasındaki esneme ve genişleme oranları her insanda farklı özellikte olduğu için, herkesin ses karakteri farklıdır. Ses tellerinden geçen hava, dişler ve dil ile şekillendirilir ve farklı türde sesler çıkar. Fısıltı şeklindeki konuşmada ses telleri kullanılmaz. 2.3.1.2. Konuşma Sinyali Sâ ttao o j8 -i* S 'o -g ig T»* Q S5 55 SO 4$ 40 35 25 100 500 IH Sk lOk Frekans (Hz) A 5 adet bayan ses ortalaması B 5 adet bay ses ortalaması C ideal ses spektramu Şekil 2.6 Konuşma sinyallerinin karşılaştırılması İnsan sesi, 100Hz ve 400Hz aralığında bir temel frekansı olan sürekli bir dalga yapısına sahiptir. Bu temel frekansın tam katlarında, sesin rezonans karakteristikleri tarafından belirlenen ve 'formant' olarak adlandırılan harmonik değişkenler bulunur. Formantlar, sesli harfleri ve aralarındaki geçişleri oluşturur. Nispeten darbeli sesler olan sessiz harfler, 2kHz - 9kHz frekans aralığında oluşurlar. Konuşmadaki ses gücü, 30-300 msaniye sürebilen sesli harfler tarafından taşınır. 17Anlaşılabilirlik oranı ise, sesli harflerden oluşan sesi anlamlı ses parçalarına bölen ve 10-100 msaniye sürebilen (yükseklileri sesli harflerden 27 dB daha az olabilir) sessiz harfler tarafından belirlenir. Bu farklı birimleri örtüştüren formant mekanizması sayesinde konuşma sinyali, bir bütün olarak hareket eder [8]. 2.3.1.3. Yön Faktörü Konuşma, noktasal olarak nitelendirilebilecek bir ses kaynağından yönlendirilmiş olarak çıkar. Bu, plan düzleminde, konuşmacının önünden arkasına doğru, ses basıncında yaklaşık 18dB' lik bir düşüş olduğu anlamına gelir. (Şekil 2.7) Buna örnek olarak, 17.yy' da Sir Christopher Wren' in, bir vaizin önünde 15m, yanlarında 9m, arka tarafında ise 6m mesafeden anlaşılabileceği yolundaki genellemesi gösterilebilir. Günümüzde, bu sınırın, elektro-akustik sistemlerin yardımı olmaksızın, maksimum 30 metre olduğu bilinmektedir [9]. yu Şekil 2.7. Konuşma sesinin yön ve uzaklığa göre iletimi [9] 2.3.2. Konuşmanın Anlaşılabilirliği ve Ölçülmesi Dinleyici, ilk olarak konuşmayı anlaşılabilir ses parçalarına bölmeye çalışır. Sesin akışında oluşan boşluklar, kelime ve heceler arasındaki boşluklardan ayırt edilebilir. 18Sesin şiddeti, süresi ve açılımı, konuşmacının hitap performansı, ortam seslerinin maskeleyici etkisi ve dinleyicinin algısal hassasiyeti, insan beyninin sesi algılamasına yön veren etkenlerdir [8]. Konuşma sesleri, birbirileri üzerine biner örtüşür ve sarkar. Bu yüzden ses parçalan, ortam ve konuşmacı özelliklerine göre farklı algılanabilir. Arka plan gürültüsü arttıkça, anlaşılabilirlik düşer. (Şekil 2.8) 45 50 55 60 65 70 75 80 Arkaplan ses düzeyi (ctBA) Şekil 2.8 Konuşma anlaşılabilirliği - arkaplan gürültü düzeyi ilişkisi Konuşma eyleminin esas alındığı ortamlarda, izleyicilerin konuşmacı ile arasındaki 'görüş çizgisi' de dikkate alınmalıdır. Görme ve işitme duyuları birlikte hareket eder; konuşmacının sesindeki ifade, dış görünüşü ve beden dili ile desteklenerek güçlenir. Genelde yapılan konuşmaların 500Hz ve 4000Hz arasında frekanslara sahip olduğu kabul edilir. Anlaşılabilirlik üst eşiği ise, 7000Hz' dir. Anlaşılabilirlik kriteri olarak, konuşma sonrası hatırlanan kelimelerin, tüm konuşmadaki kelimelere olan oranı kullanılır. Bu şekilde, anlaşılabilirlik indeksi (articulation index) oluşturulmuştur. Anlaşılabilirlik düzeyi, arka plan gürültü düzeyi, konuşmanın ses düzeyi, oda şekli ve çınlama süresine göre değişir. Çınlama süresi çok uzunsa, güçlü tonda çıkan 19kelimeler, bir sonraki daha zayıf tondaki kelimeleri maskeler ve anlaşılabilirliği önemli oranda düşürebilir [9]. 2.3.2.1. Konuşmanın Anlaşılabilirliğinin Test Yöntemiyle Ölçülmesi İstatistiksel test uygulamalarında, kelime listeleri, iyi eğitimli ve düzgün konuşabilen konuşmacılar ile denk eğitime sahip dinleyiciler kullanılır. Kelime listeleri, kelimelerin tek tek veya çiftli gruplar halinde anlaşılabilirliğini test edebilmek üzere hazırlanır. Bu veriler, ses sistemlerinin geliştirilmesinde kullanılırlar [8]. Testlerin ana kriterleri kişisel değerlendirme ve yorumlar olduğu için, çalışma sırasında, dinleyicilerin psikolojik durumları da hesaba katılmalıdır. Testlerde minimum 5 dinleyici kullanılır. Daha geniş katılım sağlanırsa, hata payı küçülür. Test, bütün katılımcıların ana dilinde yapılır. Katılımcılar arasında, cinsiyet ve yaş ortalaması çeşitliliği homojen şekilde sağlanmalıdır. Bu sayede, test grubunun gerçek kullanıcı kesimini temsil edici bir karakterde olması sağlanır. Konuşmacı, düzgün bir tonda, herhangi abartılı bir ifade takınmaksızm kelime listesini okumalıdır. Kullanılan kelimeler, dinleyicilere yabancı kavramlar olmamalıdır [8]. Konuşmanın anlaşılabilirliğinin saptanması için kullanılan (ANSI) 3 kelime listesi vardır : Değişken kafiye testi (MRT - Modified Rhyme Test) - Kafiye teşhis testi (DRT - Diagnostic Rhyme Test) 20 adet, fonetik olarak dengelenmiş kelime listesi (PB - Phonetically Balanced Word Lists) Diğer bazı listeler : Aliterasyon teşhis testi (D ALT - Diagnostic Alliteration Test) Orta sessiz teşhis testi (DMCT - Diagnostic Medial Consonant Test).MRT İstatistiksel anlaşılabilirliğin ölçülmesi için kullanılan testtir ve 50 adet 6 kelimelik listeden oluşur. Tek heceli olan bu kelimeler, kafiyeli veya benzer seslerden oluşur. Her kelime, sessiz-sesli-sessiz harf düzenindedir. Her listedeki 6 kelime, sadece ilk veya son harfleri değiştirilmesi ile oluşturulmuşlardır, (örnek : kit - sit, han - hak) Dinleyicilere bir adet 6 kelimelik liste verilir ve söylenen kelimeyi belirtmesi istenir. Bu testteki kelimeler, bir 'taşıyıcı cümle' içinde kullanılarak okunur. (Taşıyıcı cümle, 20bütün kelimeler için aynı olan bir cümledir ve vurgusuz okunur. Bunun amacı, mekanın çınlama alanının test kelimesinden önce harekete geçmiş olmasını sağlamak ve dinleyici üzerindeki etkilerini de hesaba katabilmektir.) MRT sonuçları, kelimelerin ilk ve son harflerinin algılanmasındaki sorunları ortaya çıkarır. Sonuçlar, anlaşılan kelime sayısı, anlaşılmayan kelime sayısı veya sessiz harflerin en fazla anlaşılmadığı frekansların not edilmesi yoluyla elde edilebilir..DRT MRT uygulamasında olduğu gibi, tek heceli olan kelimeler, sessiz-sesli-sessiz harf düzenindedir. 96 çift kafiyeli kelime kullanılır. Çiftler arasında sadece ilk harf farklıdır. Dinleyiciye bir çift kelime gösterilir ve okunan kelimenin hangisi olduğu sorulur. Bu aşamada taşıyıcı cümle kullanılmaz, (örnek : van - kan) DRT sonuçları, kelimelerin ilk harflerinin algılanmasındaki sorunları ortaya çıkarır..PB 20 adet, fonetik olarak dengelenmiş kelime listesinden oluşur. Liste her okunduğunda, kelimelerin sırası değiştirilir. Taşıyıcı cümleler yardımıyla, dinleyiciden duyduğu kelimeyi seçmesi istenir. PB uygulamalarında, konuşmacı ve dinleyicinin konsantrasyonu yüksek olmalıdır. (S/N değerine göre sonuçlan ciddi oranda farklılık gösterir.).DALT DRT uygulamasından tek farkı, kullanılan kelime çiftleri arasındaki tek farkın, ilk değil son harfin değişik olmasıdır, (örnek : kar - kan).DMCT DRT uygulamasından farkları, kullanılan kelime çiftleri arasındaki farkın orta harflerinin değişik olması ve tüm kelimelerin çift heceli olmasıdır, (örnek : küçük - kütük) Testin uygulanması ve sonuçların değerlendirilmesi sırasında özellikle dikkat edilmesi gereken bazı hususlar vardır. Normal kullanım sırasında çalışan ve arka plan gürültüsü oluşturan tüm sistemler, test sırasında da çalıştınlmalıdır. Konuşmacı olarak daha önceden hazırlanmış teyp kayıtları da kullanılabilir. Bunun için önceden hazırlanmış olan kaydın temiz ve cızırtısız olması şarttır. Minimum 21olarak her konuşmacı 3 PB veya MRT kelime listesi (veya tam bir DRT) okur. Dinleyicilerin kişisel yorumlan da not alınır [8]. Kelimelerin her dinleyici tarafından kaç kez algılandığı bir yüzde hesabıyla belirlenir. DRT ve MRT kullanımında, tahmin edilme olasılığı hesaba katılarak sonuçlar matematiksel olarak düzeltilir. PB kullanımında bu gerekli değildir. Bu testlerde tecrübeli katılımcılar kullanılması, daha sağlıklı test sonuçlan elde edilmesini sağlar. Aynca bu testler için gerekli izinlerin alınması, incelenecek hacmin hazırlanması zaman kaybına yol açar [8]. 2.3.2.2. Konuşma Anlaşılabilirliğinin Mekanik Yöntemlerle Ölçümü Okuma testlerinde meydana gelen zaman ve işgücü kaybının önüne geçebilmek için, makine kontrollü, zaman kaybına yol açmayan teknikler geliştirilmektedir [8]. Bu teknikler, çınlama (% alcons, direkt ses-çmlama oranı, yararlı-zararlı ses oranı ve erken-geç ses enerjisi oranı) ve S/N (Al, STI, RASTI ve Sil) analizlerine dayanır.. % Alcons - Sessiz Harf Anlaşılmama Yüzdesi (Percentage Articulation Loss Of Consonants) Direkt Ses - Çınlama Oranı ve Erken Sönüm Zamanı verilerinin karşılaştırmalı değerlendirilmesi esasına dayanır ve % olarak ifade edilir. Anlaşılabilirlikteki kayıp miktarını gösterdiği için, bu değer küçüldükçe anlaşılabilirlik artar. 2kHz merkezli 1/3 oktav bant ölçümlerine dayandığı için, diğer frekanslardaki olaylar göz ardı edilir. Konuşmayı etkileyen birçok diğer faktörü daha hesaba katmadığı için, sonuçları tek başına güvenilir değildir. Yine de, çınlamanın ve geç yansımalann etkili olduğu mekanlarda RASTI yönteminden daha sağlıklı sonuçlar verebilir.. Direkt Ses - Çınlama Oranı (Direct-to-Reverberant Ratio) Direkt ses ve çınlama miktannın oranıdır. Bu değer için bir çok ölçüt vardır. En sık kullanılanlardan C50, ilk 50msaniyedeki direkt sesin ve ortam çınlamasının enerjilerinin oranıdır ve konuşma netliğini değerlendirmek için kullanılır. OdB minimum kabul edilebilir değerdir ve 4dB ve üst değerleri tercih edilir. C70, C35 gibi farklı ölçüler de kullanılır. Ölçümler, tek bir frekansta (genelde 1kHz) yapılır. 22. Yararlı - Zararlı Ses Oranı (Useful-to-Detrimental Sound Ratio) Anlaşılabilirliği arttıran (dinleyiciye, direkt sesten 50-80msaniye sonra ulaşan konuşma sesleri) ve güçleştiren (ortam gürültüsü ve geç ulaşan konuşma seslerinin toplamı) seslerin enerjilerinin logaritmik oranıdır.. Erken - Geç Ses Enerji Oranı (Early-to-Late Sound Energy Ratio) (G.Marshall / 1996) Direkt Ses-Çınlama Oranı, C50' ye benzer bir yöntemdir ve birden fazla frekans için ölçüm yapılır. Çınlama analizine dayanan bu yöntemlerin tümü, mekanın çınlama özellikleri ve dolayısıyla konuşma anlaşılabilirliği hakkında bazı veriler sağlamalarına rağmen, konuşmayı etkileyen birçok diğer faktörü hesaba katmadıkları için, tek başlarına sağlıklı bir değerlendirme için yeterli değillerdir. S/N analizine dayanan yöntemlerin ise bir çoğu, çınlama faktörünü hesaba katmaz ve temel olarak konuşma sesinin açılımını ele alırlar. RASTI dışındaki yöntemlerden oldukça etkili olanları (SII-Speech Intelligibility Index) olsa da, pahalı ve kullanımı zor teçhizat gerektirirler. Bütün bu uygulamalar, makineleri kullananların konularında tecrübeli olmalarını gerektirir [8].. Al - Anlaşılabilirlik İndeksi (Articulation Index) (Bell Lab. / 1940) Sesin 20 frekans bandına bölünmesi ve her aralığın, konuşma sesi / ortam gürültüsü (S/N) değerlerinin ortalamasının alınması ile bulunur. Tablo 2.2 Anlaşılabilirlik İndeksi yetersiz yeterli iyı 0 0.3 0.5 çok iyi 0.7 mükemmel 1. STI - Konuşma İletim İndeksi (Speech Transmission Index) Bu yöntemde, konuşmanın düşük frekanslı sinyallerden oluşan bir dalga olduğu tanımından yola çıkarak, konuşma sesini temsil eden bir ses sinyali kullanılır. 23Gönderilen sesin modülasyon derinliği, algılanan sesinkiyle karşılaştırılır ve aradaki kayıp, konuşmanın iletim kaybı olarak kabul edilir.. RASTI - Hızlı Konuşma İletim İndeksi (Rapid Speech Transmission Index) Brüel & Kjaer tarafından (Dr.Steeneken - Hollanda / 1973) geliştirilen bu teknik, STF ya benzer bir yöntemdir. Farklı olarak RASTI sadece, 500Hz ve 2kHz merkezli 2 oktav bantta yapılan ölçümleri esas alır. Konuşma benzeri bir ses sinyali kullanır ve STF da olduğu gibi, modülasyon kaybını esas alır. Basitleştirilmiş bir sistem olması dolayısıyla, çok çabuk ölçüm yapılabilir. Ancak, yapılan basitleştirme nedeniyle, sonuçların kalitesinden de ödün verilmiştir. Özellikle, konuşmacının sesi bir elektro-akustik sistemle güçlendirilmişse, frekans aralığı 100Hz - 8kHz olur ve bu durumda, çok düşük ve çok yüksek frekans aralıklarında bir sonuç elde edilemez [10]. Gürültü bantlarının sayısını R ile, frekans modülasyonunun da 5 modül ile sınırlandırılması sayesinde, odadaki konuşma anlaşılabilirliğinin çabuk bir şekilde değerlendirilmesi sağlanır [10]. Dünyanın ilk ve tek RASTI ölçüm cihazı RASTI-meter 3361, Dr.Steeneken' in yardımıyla B&K tarafından üretildi. Ancak satışlar öyle düşüktü ki, üretimden kaldırıldı. Kullanıcılardan gelen yoğun talep sonucu, ilkinden 25 yıl sonra, yüksek maliyetli olmayan bir RASTI ölçüm cihazı olan 44BA, Brüel Acoustics tarafından üretilmiştir [11].. Sil - Konuşma Anlaşılabilirlik İndeksi (Speech Intelligibility Index) ANSI standard S3.5-1997 0 ve 1 arasında değişen bu değer, STF ya benzer bir yöntemdir ve 4 farklı şekilde uygulanabilir : - Kritik bant (21 bant) - 1/3 oktav bant (18 bant) - Eş katılımlı kritik bant (17 bant) - Oktav bant (6 bant) Kullanımı için iyi eğitimli ve tecrübeli personel gerektirir. Şu ana kadar yapılan en güvenilir anlaşılabilirlik ölçüm test aletidir. 24Mekanik ölçüm sistemlerinin tümü, iyi uygulandıkları takdirde sağlıklı sonuçlar ortaya koyarlar. Yine de, çınlamayla ilgili etkenleri hesaba almadıkları için, bazı durumlarda sonuç ve gözlemler örtüşmeyebilir [8]. 2.4. Konuşmayı Etkileyen Faktörler 2.4.1. Çınlama Süresi, Enerji Sönüm Eğrisi, Sönüm Eğrisinin Kararsızlığı ve Direkt- Yansımış Işın Yolları Bir mekan içinde ses düzeyinde bir denge oluşana kadar bir süre gerekir. Ses düzeyindeki bu denge ve homojenlik sağlandıktan sonra, ses kaynağı sustuğunda, ortamdaki ses enerjisi yok olana kadar ses duyulmaya devam eder. (Şekil 2.9) 1 / / / / / k dB / I Oluşum - Sönüm l Oluşum «. 4 > Sönüm t Enerji Yoğunluğu Ses Basınç Düzeyi Şekil 2.9 Ses kaynağı sustuktan sonra, sesin sönümlenmesi Ses kaynağı sustuktan sonra ortam ses düzeyinin 60dB düşmesi için geçen zaman, 'çınlama süresi' olarak adlandırılır ve T ile ifade edilir. Çınlama süresi, bir mekanın en önemli akustik özelliklerindendir. Yapılan gözlemler sonucu, mekanın hacmiyle doğru orantılı, toplam iç yüzey emicilik miktarıyla ters orantılı olduğu saptanmıştır. Farklı yüzey malzemelerinin farklı ses emicilik katsayıları vardır. Ayrıca her malzemenin ses emicilik katsayısı, sesin frekansına göre de farklılık gösterir [12]. T = K V [10] (2.4) A + 4mV A^Sıaı+Aj (2.5) K = 0.16 (20°C de 60dB sesin sönümlenmesi için, ses hızına bağlı sabit) 25A = Toplam emicilik miktarı (sabin m ) V = Toplam iç hacim (m3) Si = Malzeme alanı (m2) cct = Ses emicilik katsayısı Sabine denklemi, toplam ses emilimi düşük, 'canlı' hacimler için makul sonuçlar vermesine rağmen, uç değerler için çelişkili sonuçlar vermektedir; a = 1 için, (ses, iç yüzeyler tarafından tam olarak emilir), T = 0 olmalıdır. Diğer taraftan, A - S olur. V T = 0 ve aynı zamanda, T - K - ^ 0... A Bu çelişkiyi gidermek amacıyla, denklem C.F.Eyring tarafından revize edilmiştir. T = K- V S/oge(l-a) + 4mV (2.6) - 2 -3 - log, (1 - a) = a + - + - +... e 2 3 (2.7) u 0 ?P Kİ N 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.0İ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Bağıl nem % Şekil 2.10 Havanın sesi zayıflatma oranının, bağıl neme göre değişimi 26m, havanın ses emiciliğinin sesi zayıflatma oranıdır. Sıcaklığa ve neme göre değişir. Û.OS 0.10 0.18 - İ09. ( 1 - a) 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.4S 0.50 Ki ???!??» KM* V.»ı^ı^rH^^»'-t o o!os OJO o. »s 0.20 0.25 0.30 0.3S 0.40 Şekil 2.11 a ve - loge (1 - a) arasındaki ilişki a, mekanın iç yüzeylerinin ortalama ses emiciliğidir. a < 1 olduğu durumlarda, formülün paydası, - S loge (-a) = Scc = A olur. 4mV değeri, küçük hacimlerde ihmal edilebilecek kadar küçüktür. [13] Yani a * 1 için, Sabine ve Eyring formüllerinin sonuçlan oldukça yakındır. a ve - log^ (1 - a) arasındaki ilişki Şekil 2. 11 ' de gösterilmiştir. Ses emiciliğinin eşit olarak etki etmediği durumlarda ise, Fitzroy denklemi kullanılır. Buna göre çınlama, hacmin her aksından (x, y, z) ayrı ayrı bulunan 3 bileşenin toplamından sağlanır. T = K V ? x ? + ? y ? + ? loge(l-aJ loge(l-ay) loge(l-az) (2.8) x, y, z, = Karşılıklı duvarların toplam alanları (m ) ax, a, az = Karşılıklı duvarların toplam emicilik katsayıları [13] Bu 3 formül ve sonuçlan arasında, bilgisayar simülasyonu ve deneysel ölçümler esas alınarak yapılan kıyaslama (Tablo 2.3) sonucu, Eyring formülünün en tutarlı sonuçları verdiği saptanmıştır [14]. 1. durum, deney odasının iç yüzeylerinin tamamen sesi yansıtıcı Özellikte olmasını, 8. durum, deney odasının iç yüzeylerinin tamamen sesi emici özellikte olmasını gösterir. Aradaki diğer durumlar, bu iki uç özellik arasındaki geçişi gösterir. Tablo 2.3 Sabine, Eyring ve Fitzroy denklem sonuçlannın karşılaştırılması [14] 27Bir mekanın en temel akustik özelliklerinden olan çınlama süresinin, farklı işlevler için farklı özellikte olması istenebilir. Konuşma için kısa çınlama süreleri, müzik için ise daha uzun süreler tercih edilir ve 500 Hz' deki kriter değeri esas alınır. 2.4.1.1. Enerji Sönüm Eğrisi Energy Decay Curve (EDC) Çınlama zamanının değerlendirilmesi için kullanılan bir kriterdir ve ses kaynağından çıkan tek bir ton sesin iletimi sonucu oluşan tepkinin (iletim tepkisi) karesinin integrali ile bulunur. EDC{l)=jh2(x)dx (2.9) EDC(t) çınlamayı oluşturan sesin (t) anında sahip olduğu toplam sinyal enerjisidir. 2.4.1.2. Sönüm Eğrisinin Kararsızlığı Direkt sesten sonra, dinleyiciye ulaşan ilk ses dalgalarının ardından çınlama oluşur. Bir oda, birçok doğal frekansı olan titreşen bir sistemdir. Ses kaynağından belli bir frekansta çıkan ses, bir titreşim oluşturur. Kaynak titreşimi durduğunda, kaynak frekansı hızla yok olur. Bu nedenle ses titreşim enerjisi, çınlamaya neden olan doğal frekanslara geçer. Çınlama süresince doğal titreşimle yüklenen bu frekanslar, karşılıklı olarak etkileşime girer. Bu yüzden sönüm eğrisi, yüksek derecede kararsızlığa sahiptir. Sönüm süreleri kısa olan frekanslar da, sönüm eğrisinde yerlerini alarak, logaritmik düzendeki azalmada sapmalara neden olurlar [12]. Çınlama ölçümlerinde, sade tonlu bir ses kullanılırsa, sadece birkaç doğal titreşim harekete geçer ve bunların etkileşimi sonucu, inişli çıkışlı bir eğri oluşur. Bu kararsızlık, daha karmaşık yapılı bir kaynak ses kullanılmasıyla önlenir. Mekandaki iç yüzey ses emiciliklerinm aşırı farklılıklar göstermesi, veya direkt sesi karşılayan yüzeylerin veya ses emici yan yüzeylerin sesi yansıtıcı özellikte olması gibi dengesizlikler sonucu, çınlama düzgün bir oranla sönümlenmez. Sönüm eğrisi, hem oransız hem dengesizdir ve çınlama, yankı ve yansımalarla örtülenir. Bu da, anlaşılabilirlik ve ses kalitesini düşürür [15]. 282.4.1.3. Direkt- Yansımış Işın Yolları Çınlamanın, makul bir arka plan ton düzeyi oluşturması ve kararlı bir şekilde sönmesi gerekir. Bunun için, direkt sesin erken yansımalarla desteklenmiş olması istenir (Şekil 2.12) [15]. Direkt ses / / Erken yansımalar N- İT Çınlama ! v Zamana bağlı olarak ses sinyallerinin şematik gösterimi Şekil 2.12 Direkt ses, erken yansımalar ve çınlama Eğer mekanın yansıtıcı yüzey ihtiyacı, ses kaynağına yakın alanlarda karşılanırsa, bu sayede oluşan ilk yansımalar direkt sesten sonra çok az bir gecikmeyle dinleyiciye ulaşacak ve direkt sesi güçlendirecektir [12]. Mekan içinde, ses kalitesini arttıran bu erken yansımaların dışındaki diğer geç yansımaların önlenmesi için, ses emici, dağıtıcı ve yansıtıcı özellikte yüzeylerin dengeli bir dağılımı yapılmalıdır. Bu aynı zamanda, sönüm eğrisinin kararlı bir yapıya sahip olması anlamına gelir. Mekanın arka taraflarına doğru geç yansımaları önlemek amacıyla yerleştirilen ses emici malzemeler nedeniyle orta sıralarda yeterli yansıma miktarının sağlanamaması durumunda, tavandan sarkıtılacak yansıtıcı paneller ile, destekleyici yansımalar sağlanabilir. Mekanda, ses kaynağından çıkan direkt ses ışınlarının ulaştığı alan, (Şekil 2.13) 'direkt ses alanı' olarak adlandırılır. Ses kaynağına yakın yerlerde direkt ses alanı, uzak yerlerde ise çınlama ses basınç alanı baskın özellik taşır [9]. Bu iki basınç değerinin eşit olduğu mesafe, 'oda çapı' olarak kabul edilir. 29(+) ile gösterilen alanlar direkt ses alanını göstermektedir. Şekil 2.13 Direkt ses alanı VöA/167r (2.10) Q = Yönlendirme faktörü A = Ses emici yüzeyler toplamı Yansımış sesin gecikme zamanı, büyüklüğü ve doğrultusunun sınırları belirlenerek direkt sese olumlu ve olumsuz etkileri saptanmıştır [12]. Direkt sesten düşük büyüklükte ve ilk 30 msaniye (yol farkı : 10 metre) içinde ulaşan yansımış sesler, konuşma açısından olumlu nitelik taşır. Yansımış sesin gecikme süresinin konuşmanın anlaşılabilirliğine etkisi, Tablo 2.4' te gösterilmiştir [16]. Tablo 2.4 Direkt-yansımış ses gecikme zamanının konuşma anlaşılabilirliğine etkisi Yön de önemli bir faktördür. Ses, ilk ses dalgasının yönünde odaklanır. İlk 35-95 msaniye (yol farkı : 12-32 metre) arasındaki yansımaların enerji toplamı erken enerji, bundan sesin sönmesine kadar olan enerji de geç enerjidir. (Şekil 2.14) 30Yani, duyulan ses bileşenlerine ayrılabilir : Direkt ses, yansımış ses, çınlama sesi ve ortam gürültüsü. Direkt Ses - _ Erken Enerji. Geç Enerji V». '/* 'i ' - î W- ı '-V ?.'!'?*' ??.?,?'?....? ? ? ^A-`,-..s. ?.?-..:/*. `»** ?/-:-.. ??* - ?:?? *` =;-:??. :îf:'/ '?*??`-?' ~*:~:^..--üc/&z^'y*f?