Konutlarda akustik performansın mevzuat ve subjektif etki bağlamında değerlendirilmesi için bir yaklaşım
An approach for acoustic performance assessment of dwellings in the context of legislations and subjective evaluation
Yazar: AYÇA ŞENTOP DÜMEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NURGÜN BAYAZIT
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Gürültü denetimi = Noise control ; Mimari akustik = Architectural acoustic ; Ses yalıtımı = Sound insulation ; Yönetmelikler = Regulations

Özet:
Günlük hayatta maruz kalınan gürültülerin insan sağlığı ve psikolojisi üzerindeki etkisi oldukça önemlidir. 1970'lerden bu yana dünyada gürültü konusunda farkındalığın artması ile yapılan mevzuat düzenlemeleri öncelikle ulaşım ve sanayi gürültüsü gibi dış çevre gürültülerini, ardından bina içi komşuluk gürültülerini gündeme taşımıştır. Bu düzenlemeler konut yapılarında sağlıklı yaşam koşullarının sağlanabilmesi adına iç gürültü düzeyleri için ve yapı elemanlarının ses yalıtımı değerleri için bir takım sınır değerleri şart koşmaktadır. Uluslararası standart olarak önerilen ve güncel durumda teknik şartnameye çevrilen ISO/NP TS 19488, konut yapılarının akustik sınıflandırmasında kullanılacak ses yalıtımı ve gürültü göstergeleri, sınır değerler ve uygulanacak yöntemleri tanımlamakta, ülkeler arasında ortak bir dil oluşturmayı hedeflemektedir. Buna paralel olarak Türkiye'de 2017 yılında yayınlanan 'Binaların Gürültüye Karşı Korunması Hakkında Yönetmelik' konut binalarının yanı sıra pek çok diğer işlev için de gereklilikleri tanımlamakta ve binalarda gürültüden korunma adına önemli bir kaynak oluşturmaktadır. Yönetmeliğe göre binalarda sağlanan akustik koşullar, akustik performans sınıflandırma sistemi ile değerlendirilmektedir. Yapı elemanlarının ses yalıtım değerlerinin yanı sıra, iç gürültü düzeyleri, servis ekipmanlarına bağlı gürültü düzeyleri ve reverberasyon süresi değerleri için de düzenlemeler mevcuttur.  
Temel dayanağı 'insan sağlığı ve iyiliği' olan mevzuatlar, gürültünün insan tarafından algısını ve etkilerini en doğru şekilde temsil edecek gereklilikleri tanımlamalı ve toplumun yalnızca bir kesimini değil genelini korumayı hedeflemelidir. Bu sebeple ulusal ve bölgesel düzeyde çalışmalar yürütülerek tanımlanan gerekliliklerin subjektif algı ile ne derecede örtüştüğünün araştırılması oldukça önem taşımaktadır. Alan çalışmaları ile kişilerin maruz kaldıkları gürültüye karşılık yaşadıkları rahatsızlık, memnuniyet, sağlık sorunları ve eylemlerin etkilenmesi hakkında veri toplanması mümkündür. Buna karşılık binaların akustik performansının mevzuat gereklilikleri ile karşılaştırılarak değerlendirilmesi ve sonuçta yapılan ilişki analizleri subjektif etki oluşumunun bağlı olduğu parametreleri açıklayabilmektedir. Bir diğer yandan alan çalışmaları ile mevzuatın uygulanabilirliğinin süreç, yönetim, kaynaklar ve sektörün bilgi seviyesi yönlerinden değerlendirilmesi ve desteklenmesi veya iyileştirilmesi gereken yönlerin ortaya konulması önem taşımaktadır. 
Tüm bu sebeplerle, gürültünün subjektif etkisinin araştırılması ve binalarda akustik performansın değerlendirilmesi konusunda yürütülecek alan çalışmaları tezin ana eksenini oluşturmaktadır. Tezin birincil amacı gürültüden rahatsızlığın bağlı olduğu akustik ve akustik olmayan parametrelerin Türkiye koşulları için ortaya konması ve bina içi farklı gürültü kaynaklarının bütünleşik etki analizidir. İkincil olarak Yönetmelik'te tanımlanan sınır değerlerin ve bina akustik performansı değerlendirme metodunun alan çalışması bulguları ile uygulanabilirlik yönünden değerlendirilmesidir. Komşuluk gürültülerinden rahatsızlığın araştırılması Türkiye'de çok çalışılmamış bir konu olduğundan bu konuda ileride yapılacak ulusal ölçekli araştırmalara dayanak oluşturulması ve izlenecek yöntemlerin kurgulanması çalışmanın üçüncü amacını oluşturmaktadır. Tez kapsamı çok katlı konut yapıları olarak belirlenmiş, bu tip yapılarda akustik memnuniyeti etkileyebilecek tüm mevcut gürültü sorunları (komşuluk gürültüleri, daire içi gürültüler, servis ekipmanları, dış çevre gürültüleri) kapsama dahil edilmiştir. 
Tezin amaç ve kapsamı doğrultusunda çalışma yöntemi alan ölçümü ve sosyo-akustik anket araştırması olarak belirlenmiştir. Sosyo-akustik araştırmalar kullanıcıların zaman içerisinde edinilmiş gürültü tecrübelerine bağlı olarak 'biriken' rahatsızlık düzeylerini ölçtüğünden sonuçların gerçek durumu temsil etme gücü yüksektir. Bu araştırmalarda kullanılacak anket sorularının kullanıcı algısını en doğru şekilde ortaya koyabilmesi için soru üslubu, cevap ölçeği ve değerlendirme yönteminin doğru kurgulanması ve literatür ile uyumlu olması gerekmektedir. Bu sebeple çalışmada öncelikle dünya literatüründe yer alan çalışmaların yöntem analizi yapılmış, kullanılacak anket formatı ve anket yöntemi oluşturulmuştur.
İkinci aşamada alan çalışmalarının gerçekleştirileceği örnek binalar belirlenmiş ve akustik ölçüm ve anket çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Yapılan ön analizlerle farklı akustik koşullar sunduğu düşünülen altı konut binası tespit edilmiştir. Bu binalarda öncelikle uluslararası standartlara uygun olarak akustik ölçümler yapılmıştır. Ölçüm ve hesaplamalar Yönetmelik sınır değerlerinin tanımlandığı frekans aralığının (hava doğuşlu sesler: 100-3150 Hz, darbe sesi 100-2150 Hz) yanı sıra, 50 Hz'e kadar inen düşük frekans aralığında da gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar hem Yönetmelik hem de ISO/TS NP 19488'e göre değerlendirilerek akustik performans sınıfları atanmıştır. Binalarda ayrıca sosyo-akustik anket çalışması yürütülerek konut kullanıcılarının bina memnuniyeti, farklı gürültü kaynaklarına bağlı rahatsızlıkları ve etkilenme düzeyleri ölçülmüştür. Toplam 136 kişi ile yüz yüze görüşmeler gerçekleştirilmiş, kişilerin görüşmeler esnasındaki sözel yorumları nitel veri olarak kaydedilmiştir. Uç değer ve tutarlılık analizleri sonucunda toplam 130 anket sonucu değerlendirmeye uygun bulunmuştur. Rahatsızlık verileri ile bina akustik performans verilerinin ilişkisi önem performans matrisinden uyarlanan analiz yöntemi ile incelenmiştir. Katılımcıların genel memnuniyet değerlendirmeleri rahatsızlık ve diğer parametreler ile ele alınmış ve bina içi farklı gürültü kaynaklarının bütünleşik etkisi analiz edilmiştir. Bu aşamada istatistiki analiz yöntemlerinin yanı sıra literatürde çevresel gürültü rahatsızlığı için yer alan bütünleşik etki modelleri araştırmaya uyarlanmıştır. Bu çalışma sonucunda,
1.Yönetmelik  ve ISO/NP TS 19488 gerekliliklerinin uygulanabilirliği hakkında geri bildirim sağlanarak yoruma açık noktalar vurgulanmış ve iyileştirme önerileri geliştirilmiştir. Özellikle ek açıklamalar ve kılavuzlar ile desteklenmesi gerektiği görülen örneklem seçim yöntemi bu tezde ele alınarak mevzuattan yorumlandığı şekliyle açıklanmıştır. Bu kapsamda ulusal ve uluslararası mevzuatın hedef aldığı inşaat sektörü (yeni yapılacak ve mevcut binalar) ve akustik uygulamalar çalışmanın yaygın etkisi alanını oluşturmaktadır.
2.Türkiye koşulları için binalarda gürültüye bağlı rahatsızlık ve ilişkili olduğu parametreler hakkında orijinal alan verisi sağlanmıştır. Rahatsızlığın ses yalıtımı ve akustik performans sınıfı ile ilişkisi bazı istisnalar (daire içi gürültüler) hariç tutarlı bulunmuştur. Sonuçlar genel rahatsızlık eğilimi hakkında fikir verse de doz-tepki grafiklerinin oluşturulması için daha çok sayıda alan çalışması ile desteklenmelidir. Ölçüm ve anket sonuçlarının paralelliğinin kontrolü ve alan çalışmasının doğruluk testi için 'uyarlanmış önem-performans analizi' yöntemi önerilmiştir. 
3.Tekil gürültü kaynaklarına bağlı rahatsızlığın genel akustik memnuniyete etkisi, regresyon analizleri ile incelenmiştir. Gürültü kaynaklarını düşünerek yapılan genel memnuniyet derecelendirmesi üzerinde en yüksek etkiye sahip parametrelerin apartman holünden gelen sesler, komşulardan gelen konuşma sesleri, kişinin kendi dairesinden gelen su sesi ve trafik gürültüsü olduğu görülmüştür. Bu çalışmada seçilen binalar arasında darbe sesi yalıtımı yeterli farklılık göstermediğinden darbe sesinin genel memnuniyete etkisi daha çok sayıda çalışma ile değerlendirilmelidir. Nitel veri analizleri sonucunda 'işitilme endişesi'nin ve 'pencere açık iken hissedilen rahatsızlığın' önemi ortaya konmuş ve bu parametrelerin analize dahil edilmesinin ilişkiyi yükselttiği görülmüştür. Genel 'sessizlik' sorusuna verilen yanıtların bina içi gürültülerin algısı ile bina dışı gürültülerden daha ilişkili olduğu bulunmuştur. Son olarak, tekil gürültü kaynaklarının genel memnuniyet algısına etkisi için çevresel gürültüden rahatsızlık literatüründe yer alan bütünleşik etki modellerinin uygulanabilirliği test edilmiştir. Tekil gürültü kaynaklarından rahatsızlıkların zihinde toplanmasına dayanan 'bağımsız etkiler modeli'nin, genel rahatsızlığın en yüksek rahatsızlığa sebep olan gürültü kaynağı ile ilişkili olduğunu öneren 'baskın kaynak modeli'ne ve tez kapsamında geliştirilen 'kümeleme modeli'ne kıyasla daha iyi sonuç vermiştir. Ancak genel memnuniyeti temsil kuvveti 'ortalama' olarak değerlendirilmiştir. Bu sonuç a) memnuniyetin bağlı olduğu ilave parametrelerin olduğu, b) memnuniyetin bilişsel oluşumunun rahatsızlıktan farklı olması ve rahatsızlık ile sınırlı derecede açıklanabilmesi, c) memnuniyeti ölçmeye yönelik tek bir soru sorulmasının sınırlı kısa dönem hafızası sebebi ile doğru sonuç vermemesi şeklinde yorumlanabilmektedir.
4.İleride yürütülecek rahatsızlık araştırmaları için izlenecek yöntem ve analizler kurgulanmış, önerilerde bulunulmuştur. Toplanan nitel verilerden yararlanarak anket formuna dahil edilebilecek ve detaylı araştırmalara konu olabilecek yeni başlıklar saptanmıştır. Mevcut çalışmada hem beşli kelime ölçeği hem de 0-10 arası sayısal ölçek kullanılmış, elde edilen memnuniyet değerlendirmesi (n:162) ve rahatsızlık değerlendirmesi (n:2417) verilerinden yola çıkarak ölçekler arası çevrim tabloları hazırlanmıştır. Türkçe dilindeki alan çalışmalarının birbiri ile karşılaştırmasında bu tablolardan yararlanmak mümkündür. İleriki çalışmalarda bu ölçeklerden yalnızca birisinin tercih edilmesi anket süresini kısaltacaktır.
5.Son olarak, tezin ana amaçlarından birisi olmamasına karşın, alan çalışmalarının yürütüldüğü binalarda karşılaşılan yapısal hataların altı çizilmiştir. Türkiye'de inşaat uygulamalarında karşılaşılan genel hatalar ve iyileştirilmesi konusunda çalışmalar yürütülmeli, eğitsel kılavuzlar hazırlanarak yapı elemanı ve servis sistemlerinin doğru detaylandırılması ve inşaat kalitesinin artırılması hedeflenmelidir.

Abstract:
Noise exposure in daily life has an impact on human health and psychology. Since 1970's an increasing awareness of noise has lead to preparation of legislations primarily focused on controlling outdoor noises such as transportation. With the increasing trends for dense housing and lightweight building materials, neighbour noise was soon brought to the agenda and requirements for indoor noise levels and sound insulation of building elements were introduced. The diversity of requirements, limit values and acoustical classification schemes throughout regulations of different countries led to a European research, namely COST Action TU 0901 'Integrating and Harmonizing Sound Insulation Aspects in Sustainable Urban Housing Constructions'. The collaborative results of this project were later introduced to a draft ISO technical standard about acoustic classification of dwellings: ISO/NP TS 19488. ISO/NP TS 19488 provided a common framework for handling noise issues in buildings. It presented the required indicators and a classification scheme to rate the acoustic quality of residential buildings similar to now widely known energy efficiency ratings. 
In Turkey the 'Regulation on Protection of Buildings against Noise' was published in 2017 to define requirements and limit values for all types of buildings and it constituted an important resource for noise control inside buildings. The main framework for classification and used indexes are kept consistent with ISO/NP TS 19488, introducing also new definitions. The regulation defined sound insulation limit values as well as indoor background noise levels, service equipment noise levels and reverberation time. A verification process, based on acoustical measurements, was defined in both of these documents.
All these enforcement are based on 'human well-being' and 'human health'. This implies that the requirements should be defined most correctly to represent the subjective evaluation of noise and not just the majority but all society should be protected. Therefore, it is important to measure the correspondence of requirements to the subjective evaluation by conducting studies at national and regional scale. Field studies have high representative power for the annoyance reactions against noise exposure in daily life along with other health problems and disturbances associated with noise. On the other side, field measurements are useful to gather information about the acoustic performance of buildings and fulfilment of regulatory criteria. The comparison of these two outcomes, i.e. annoyance and acoustic performance, gives the correlation and subjective evaluation parameters. The measurements also provide feedback on applicability of the regulatory requirements regarding to process, management, resources and sector's knowledge level. The result can highlight some important issues and improvement possibilities, leading to future actions.
For the above-mentioned reasons, the field research about subjective evaluation and acoustical performance of buildings constitute the main axis of this thesis. The main aim of this research is to reveal the acoustical and non-acoustical parameters that effect noise annoyance and residents' satisfaction in Turkey. The overall annoyance is analysed due to combined noise sources inside residential buildings. Second aim of this research is to assess the verification methods and limit values defined by the Regulation and to address possible improvements in the light of field data. The neighbour noise annoyance is a new research subject in Turkey. Therefore the third aim of this research is to provide a basis for future studies by developing the methods to be pursued. Multi-storey residential buildings and all related noise problems (neighbour noise, service equipment noise, environmental noise and noise from one's own dwelling) are evaluated in the scope of this research. 
With this aim and the scope, the methodology is determined as a socio-acoustic survey research. Socio-acoustic survey is a robust method for deriving the results for residents' accumulated annoyance in time. However, in order to derive accurate results; questions' wording, answer scale, and analysis methods should be considered carefully and they should be coherent with the relevant literature. For this reason, a an extensive evaluation of the literature formed the first step of the study and a questionnaire was developed.
In the second stage, six example buildings were selected for the field studies. A pre-analysis was made based on building characteristics that have an impact on acoustic performance: (1) building height, (2) structural system, (3) environments texture, (4) plan layout and floor share. The consideration was to select the cases that were exposed to different noise conditions. Sound insulation of building elements, environmental noise levels, background noise levels, service equipment noise levels and reverberation times were measured for the selected buildings. The acoustic performance was assessed according to the Regulation and ISO/NP TS 19488. All measurement and evaluations were made in the frequency range defined by the legislative documents (for airborne sound insulation: 100-3150 Hz, for impact sound insulation 100-2150 Hz). Moreover, evaluations down to 50 Hz were also made for comparisons. A survey study was conducted with face-to-face meetings with the residents. The questionnaire included questions about dwelling satisfaction, noise annoyance due to singular noise sources, overall satisfaction with regards to noise issues, activity disturbances and coping strategies. The residents were encouraged to make comments and those comments were recorded as qualitative data. 136 residents were interviewed at total, and 130 of the responses were valid for statistical analysis. The results were first analysed case by case to introduce annoyance and disturbance frequencies in the buildings. Secondly the cases were compared with each other to reveal the changes in annoyance in relation to acoustical performance of buildings. The cases were analysed with 'performance-annoyance' analysis method, which was adapted from importance-performance matrix. Finally, the overall satisfaction with regards to acoustical environment was assessed based on the annoyances from singular sources and other effecting parameters. In this stage, overall annoyance models existing in environmental noise annoyance literature, were used along with other statistical analysis methods.
The first outcome of the study is the feedback on applicability of the requirements defined in legislations. This study exemplified the methods that are to be pursued for acoustic performance evaluation of a building. It was seen that sampling criteria needed to be defined with more details both in Regulation and in ISO/NP TS 19488 to avoid ambiguity. In this study sampling rules were developed and explained based on authors interpretations of the Regulation, ISO/NP TS 19488 and some international standards. The sampling criteria were found hard to meet in occupied buildings due to permission restrictions. Therefore the acoustic performance evaluation was made only for a representative dwelling and not for the whole building in this study. This topic and other improvement recommendations were presented in the discussions.
The second outcome of the study is the original field data on subjective evaluation and related parameters for Turkey. The study proved consistency among acoustic performance of buildings and annoyance due to singular annoyances with some exceptions (noise inside one's own dwelling). Although the results show some tendencies, more field results are necessary to derive dose-response relations among these parameters. An 'adapted importance-performance analysis' method was developed for this study to analyse the parallelism of the measurement and survey results and to check the accuracy of the field study. Further analysis also revealed the correlation between satisfaction with regards to noise in general and annoyances due to singular noise sources. The most important parameters were found to be sounds from apartment hall, speech sounds coming from neighbours, service equipment noise from one's own dwelling and traffic noise. In this study, the impact sound insulation did not differ greatly among the selected buildings; therefore its effect on overall satisfaction needs to be addressed with more field studies. A qualitative data analysis showed the importance of 'concern of being heard' and 'annoyance in open-window conditions'. Introducing these as modificators improved the correlation in statistical analysis. The 'overall satisfaction with the region considering the outside noises' was more related to environmental noise levels than indoor noise levels or façade sound insulation. The 'satisfaction with silence' was more related with the overall satisfaction with the building noises compared to region noises. Finally the implication of 'independent effects model', which was based on the summation of annoyances due to singular sources, had more representative power compared to 'dominant sources model', which suggested that overall annoyance was a function of the maximum annoyance, and 'cluster model', which was developed in this study based on the scores attained from the factor analysis. The representative power of the model, however, was only moderate. Several interpretations can be derived from this result as a) there are more parameters affecting satisfaction, b) satisfaction evaluation may have a different cognitional background than annoyance and cannot be estimated based on annoyance, c) single questions may not measure the subjective evaluation correctly because of limited capacity of short-time memory.
The third outcome of the study is the development of the methodology, questionnaire and analysis for future field studies in Turkey. The current questionnaire format consists of three pages and addresses most issues related to noise and its effects. It is possible to derive the most related chapters in future studies, which may have a narrower scope. It is also possible to enrich the questionnaire by introducing new aspects which are also mapped. In this study, a qualitative data analysis showed that concern of being heard was weakly addressed and annoyance due to open-window conditions and some other noise sources such as garbage chute, pets and stray animals did not have a correspondence in the survey. These aspects can also be considered for the future surveys. The conversion charts between five-point verbal scale and eleven-point (0-10) numeric scale were derived for annoyance evaluations (n:2417) and satisfaction evaluations (n:162). This provides comparison of results from different field studies in Turkish language. Several other recommendations were given in discussions.
Finally, the constructional errors that were observed in the selected buildings and some deductions based on measurement results and annoyance findings were also listed under discussions, despite not being one of the initial aims of this study. Further research is recommended to reveal common errors in constructions in Turkey. Educational guidelines should be prepared to support correct detailing of building elements and service systems and to increase the construction quality.
All in all, this thesis has a widespread impact on development of the policies and it constitutes a ground and gives the methodologies for the future field research in the topic.