Daire planlı ve kubbe bitişli çok amaçlı salonlarda akustik performansın tasarım değişkenleri aracılığıyla simülasyon programında irdelenmesi
Examination of circle planned and dome finished multipurpose halls' acoustical performance by design parameter differences with simulation software aid
Yazar: BÜŞRA AKTI
Danışman: PROF. DR. SEVTAP YILMAZ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Çevre Kontrolü ve Yapı Teknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Mimari akustik = Architectural acoustic

Özet:
Tarih içinde belli fonksiyonlar için belli bina tasarımları gelişmeye başlamıştır. Müzik faaliyetleri balo salonlarında gerçekleştirilmiş ve müziğe olan ilgi artmaya başlayınca da müzik için özel yapılar tasarlanmaya başlamıştır. Tasarlanan yapıların temelini ilk faaliyetlerin yapıldığı balo salonları oluşturmuştur. Bu salonların dikdörtgen formundan yola çıkılmış, ardından farklı formlar denenmiştir. Müziğin önem kazanması ile birlikte gelişen akustik bilimi ve yeni gelişen uzmanları denenen farklı formlarda kusurlar belirlemiş, bu esnada gelişen ve biriken bilginin yardımıyla da eskilere dönüşler, ilerlemelerle gerçekleşmiştir. 
Çok amaçlı salonlar öncelikli olarak konser, opera, tiyatro salonlarının dönüştürülmesiyle ortaya çıkmış, bunun tetikleyicisi ise ekonomik nedenler olmuştur. Çoklu amaca hizmet eden binanın bakımı, ayrı ayrı her bir amaca hizmet eden binaların toplam bakımından daha az maliyete sahiptir. Bu durum da bir salonda çok amaçlı kullanımı talep edilen bir özellik haline getirmiştir. Çok amaçlı salonlarda gerçekleşecek olan konuşma ve müzik faaliyetlerinin akustik gereklilikleri birbirilerinden farklı ve hatta bazen birbirine zıttır. Bu iki işlevi ortak bir paydada buluşturmak önceliktir ve zorludur. Çoğu zaman işlevlerden birinin ön planda olması ve ona daha uygun tasarımın sağlanması yolu tercih edilir. Çok amaçlı bir salon tasarımının ele alındığı bu çalışmada salonun konuşma ve müzik için durumları incelenmiştir ve işlevlere aynı önem verilip ikisi de aynı payda da ele alınmıştır. Çalışma kapsamında belirlenen plan tipi ise tam dairedir ve üçüncü boyutta kubbe ile bitmektedir. En çok tercih edilen dikdörtgen, at nalı, fan ve elmastan farklı bir plandır. Arena tipi kabul edilir. İçbükey yüzeylerin akustik açıdan getireceği olumsuz etkiler de aynı bağlamda incelenmiştir.
Literatürden alınan tasarım parametrelerine uygun olarak tasarlanan, üç salon mevcuttur. Ana bir salon tasarlanmış ve bu salondan yola çıkılarak karşılaştırma yapılacak noktalar belirlenmiş, plan tipi varyasyonları geliştirilmiştir. Ana "salon 1", aynı salon planının daha dik eğimden yararlanılmış hali "salon 2" ve bu dik eğimli salonun teraslı oturumlardan yararlanılarak ele alındığı hali ise "salon 3" olarak anılmıştır. Salonların teknik verileri ve çizimlerine bu bölümde yer verilmiştir. Planlara ait çizimler Autodesk Autocad 2010 programı ile çizilmiştir. Planlara ait modeller Google Sketchup 13 programı ile yapılmıştır. Analizlerin yapılacağı program olan Odeon 10.0 Combined akustik simülasyon programından kısaca bahsedilmiş, simülasyon için gerekli kabullere değinilmiştir.  Üç salonda ortak olarak kullanılan malzemelerden bahsedilmiş, analizlerin yapılmasını sağlayacak olan kaynak ve alıcı noktalarının konumlandırılmasına değinilmiştir. Daha sonra salonların her biri için ayrı ayrı akustik ölçümler alınmış, bunların verilerine dayanılarak salonlar arasında parametre bazında bir karşılaştırmaya gidilmiştir. Salon içinde müzik ve konuşma işlevlerini etkileyen parametreler ayrı ayrı incelenmiştir. Bu bağlamda irdelenen parametreler; T30, EDT, C80, D50, LF80, Ts, G ve STI'dır. Parametrelerin 1000 Hz'deki değerleri salonların genelinde ve kritik görülen alıcı noktalarında ele alınmış, grafikler, enerji diyagramları, ışın analizleri aracılığıyla irdelenip yorumlanmıştır.
Sonuç olarak tartışılan tasarım farklılıklarının akustik performansa etkisinin irdelenmesi ve hangi tipin hangi sebeple daha iyi bir performans sergilediğine ulaşılması amaçlanmıştır. Dairenin doğasından gelen odaklanma kusuru öngörülmüştür ve akustik ölçümlerde bunun akustik performansa etkisi açık bir biçimde görülmüştür. Salon içerisinde dinleyicilere yanal olarak yansıma sağlayan yüzeylerin olmaması sebebiyle oluşturulan teras duvarlarının yanal yansıma sağlamaya katkısının olup olmayacağı da bu çalışmanın sonuçları arasında değerlendirilir.
Daire plan tipinin doğasından gelen odaklanma kusurundan, yansıma yollarının uzamasının neden olduğu eko kusurundan, belirlenen tasarım değişkenleri olan malzeme farkı, zemin eğimi, teras oturumu ve teras duvarlarının oluşturduğu etkilerden bahsedilmiştir. Tasarım parametrelerinin akustik performans ve konfor üzerindeki etkileri unutulmamalı, salon içinde optimum durum sağlanmaya çalışılmalıdır. Ele alınan tasarım değişkenleri; malzeme farkı, zemin eğimi, teras oturumu, teras duvarı; salon içindeki toplam enerjiyi, alıcılara ulaşan erken ve toplam enerjiyi ve bunun sonucunda da akustik parametreleri etkilemektedir.

Abstract:
Along the history, specific building designs have been developed for some specific functions. Musical events were carried out in the prom halls and with the rising attention on music special building types were started to be designed for musical functions. Foundation of the new designs obviously based on the prom halls in which the initial events had been made. Had started with this halls' rectengular shape and then tried new approaches. Growing acoustic science as music came into prominence and new developing specialists pointed out some faults in different types of buildings, meanwhile bringing backs occured with progress by the help of developing and accumulating knowledge. 
Primarily multi purpose halls appeared by concert, opera, theatre halls' being converted. The trigger of it was the economical reasons. Maintenance of a building which has multiple purpose was less costly than several buildings' maintenance which have one purpose for each. In this case multi purpose utilization in a hall became a requested feature. The acoustical requirements for music and speech are different than each other and sometimes even the contrary. Priority is to find the least common denominator and this is rough to provide. Most of the time one of the functions come to the fore and design way is determined in accordance with this one more coherent than the other function. In this work, multi purpose function is chosen, speech and music function are being investigated and even interest is given to both function. Within this work, determined plan type is circle and in the section with dome shaped finishing. It is a different plan type  than the most prefered rectengular, horseshoe, fan and diamond plan types. Accepted as arena type. Faults from the curved surfaces in terms of the acoustics are examined as well during the work. 
Based on literature search, one main hall is designed and in accordance with this plan two different plans are derived by specifying the design points to be examined. From the main hall, points to be discussed are pointed out and after plan variations are improved. Main hall "hall 1", same hall but with steeper slope "hall 2" and the hall achieved from hall 2 but with terraced audience is refered as "hall 3". Technical data of the halls and the drawings included.  Designed rooms are drawn via Autodesk AutoCAD 2010, and three dimensional model is created by Google Sketch Up 13 programs. Also ceiling ray analysis performed. Used materials which are common in three models, source-receiver positions and numbers are also mentioned. Acoustic measurements are performed for each hall and from this point results are derived to make a comparison between them via the checking design points which are determined at the beginning of the design process as the key of the design. Each parameter which affect the music or the speech are discussed by the results between halls. Examined parameters are early decay time (EDT), reverberation time (T30), clarity for music (C80), definition (D50), early lateral fraction (LF80), strength of sound (G), centre time (Ts), sound transmission index (STI).  Evaluations are done in 1000 Hz frequency for both specific receivers and the whole room in general. Effect of geometry over the parameters is explained according to measured values for the receivers at 1000 Hz, receiver area grid analysis, the ray reflection graphs and reflectograms.
As a result it is aimed to determine the effects of the discussed design differences on acoustical performance of the halls and to conclude with the result of which type of the plan performs a better acoustic performance with which reason. Within the scope of this study effect of architectural design on acoustical performance of the halls is examined. The focusing defect from the nature of circle is predicted and by the acoustical measurements its effect on acoustical parameters are observed clearly. It is evaluated in the results of this work if there is a lateral reflection contribution of the terrace seating's side walls, which are done cause of the lack of side walls providing lateral reflections to the audience, or not. Architectural design process influences acoustical parameters, acoustical comfort and acoustical defects. Also made reference of focusing defect which is from the nature of circle plan type, echo defect from the long reflection paths and the effects of specified design variables that are material effect, floor rake, terrace seating and terrace walls.