Konutlardaki akustik performans sınıflarının öznel ve nesnel değerlendirmesi
Subjective and objective evaluation of acoustic quality classes in dwelling
Yazar: SEDA KULAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NURGÜN BAYAZIT
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Çevre Kontrolü ve Yapı Teknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Mimari akustik = Architectural acoustic ; Psikoakustik analiz = Psychoacoustic analysis ; Ses yalıtımı = Sound insulation

Özet:
Bina stoklarının önemli bir bölümü konut yapılarından oluşmaktadır. Konut tipolojisinin, temelde korunma, barınma ve beslenme ihtiyaçlarına cevap vermesi beklenir. Temel ihtiyaçların yanı sıra mekanın işitsel, görsel ve ısıl konfor açısından da gereksinimleri karşılaması önemlidir. Yapılan çalışmalar yeni jenerasyonlarla beraber, insanların yaşamdan bekledikleri konfor düzeyinde artış olduğunu göstermektedir. İşitsel, görsel ve ısıl konfor parametreleri mekan bağlamında incelendiğinde, kullanıcıların işitsel konfor koşullarına daha çok önem verdiği ve genellikle mevcut durumdan rahatsız oldukları görülmektedir. Kapalı mekanlarda işitsel konfor, iç gürültü düzeyi dolayısıyla yapı elemanı ses yalıtım değerleri üzerinden değerlendirilir.
Ülkemizde binalarda uygulanacak ses yalıtımı ile ilgili Binaların Gürültüye Karşı Korunması Hakkında Yönetmelik (2018) yürürlüktedir.  Yönetmelik, 6 (A, B, C, D, E, F) akustik performans sınıfı için sınır değerler tanımlamaktadır. Yeni yapılacak binalarda en az C sınıfının sağlanması zorunlu kılınmıştır. 
Avrupa ülkelerinde, havadoğuşlu sesler ve darbe sesleri için ortak göstergelerin ve konutlar için akustik sınıflandırma sisteminin önerilmesi amacıyla 2009 yılında "Sürdürülebilir kentsel yapılar için ses yalıtımı konularının bütünleştirilmesi ve harmonizasyonu" temalı COST Action TU0901 çalışması yürütülmüştür. Ülkemizde uygulanmakta olan Yönetmelikte belirtilen değerler de bu çalışmanın sonuçlarından alınmıştır.  
Ses yalıtımı gereksinimlerinin verimli ve etkili bir şekilde karşılanması için bina yapım bilgisi, öngörülen (tasarlanan) ses yalıtımı, bitmiş binadaki ölçülen ses yalıtımı ve bina sakinlerinin değerlendirmeleri arasında yüksek bir korelasyon olmalıdır. İnsan ses algısı ve ses yalıtımı metrikleri arasındaki ilişki, alan ya da laboratuvar çalışmaları üzerinden araştırılmaktadır. Alan çalışmaları, seçilen örneklemdeki yapı elemanlarının ses yalıtım değerlerinin ölçülmesi ve o konuttaki kullanıcıların gürültü rahatsızlığı değerlendirmeleri ile karşılaştırılması üzerinden yürütülür. Laboratuvar çalışmalarında ise, jüriye kulaklık veya hoparlör ile iç gürültü ya da ses yalıtımı ile ilgili bazı sesler dinletilir ve bu sesleri farklı ölçütler açısından (rahatsızlık, ses şiddeti, kabul edilebilirlik, işitilebilirlik, vb.) değerlendirmeleri istenir. Öznel değerlendirme sonuçları ile nesnel veriler arasındaki korelasyon ve doz etkisi aralarındaki ilişkiyi göstermektedir.
Bu tez çalışmasında, Binaların Gürültüye Karşı Korunması Hakkında Yönetmelikte (2018) tariflenen, konutlar için B, C, D akustik performans sınıfındaki iç gürültü düzeyi ve hava doğuşlu ses yalıtımı öznel olarak değerlendirilmiştir. 
250 konut kullanıcı ile yapılan sosyal anket çalışmasında, Türk toplumunun yüksek sesli konuşma ve bağırma sesi, tesisat sesi ve çocuk koşma sesinden en çok  rahatsız olduğu görülmüştür. Yüksek sesli konuşma ve bağırma sesi, tesisat sesi ve çocuk sesi en çok rahatsız olunan hava doğuşlu; çocuk koşma sesi, kapı çarpma sesi ve eşya çekme sesi ise en çok rahatsız olunan darbe kaynaklı komşuluk gürültüleridir. Darbe kaynaklı gürültüler, hava doğuşlu gürültülere göre daha çok rahatsızlık vermektedir. Veri setinin Türkiye genelindeki gürültü rahatsızlığı hakkında fikir vermesi için, sosyal anket çalışması 3 pilot şehir bünyesinde yürütülmüştür. Ankete İstanbul'da 126 kişi, Çorum'da 61 kişi ve Hatay'da 63 kişi katılmıştır. Genel rahatsızlık veya sese karşı hassasiyet il bazında sırasıyla en yüksek Çorum, İstanbul ve Hatay'dadır. 
Konutlarda  iç  gürültü düzeyi değerlendirmesi en çok rahatsız olunan ilk üç hava doğuşlu gürültü (yüksek sesli konuşma ve bağırma sesi, tesisat sesi ve çocuk sesi) üzerinden, 35, 39, 43 dBA seviyelerinde toplamda 9 ses parçasıyla yürütülmüştür. 
Çalışmanının ses yalıtımı değerlendirmesi kısmında ise düşey yapı elemanlarında tuğla, gazbeton, kartonlu alçı levha kaplı duvar yapım sistemleri incelenmiştir. Seçilen 3 yapım sistemi için B, C, D sınıflarını sağlayan ve inşaat sektöründe sıkça kullanılan (X) katmanlaşma modelleri, Insul ses yalıtımı hesaplama/tahmin programında hesaplanmıştır. Insul programından elde edilen Rw (C; Ctr) değerleri, Binaların Gürültüye Karşı Korunması Yönetmeliği Açıklama ve Uygulama Kılavuzu (2018)'nda,  oda boyutları 5 m, hacmi 75 m3'den küçük mekanlar için tanımlanan formüle göre DnT,A değerine dönüştürülmüştür. Ses yalıtım değerleri  filtre olarak 80 dB pembe gürültüye uygulanmıştır.
Laboratuvar ortamında 22 jüri 9 sesi iç gürültü rahatsızlığı, ses düzeyi ve anlamsal fark testi açısından değerlendirmiştir.  Bu bölümde sesler 1'i aktif diğeri pasif olmak üzere toplamda 2 adet hoparlör aracılığıyla çalınmıştır. Dinleme testinin ikinci bölümünde ise kulak üstü kulaklık vasıtasıyla sesler dinlenilmiştir ve 12 ses parçasını algılanan ses düzeyi açısından değerlendirilmiştir. Dinleme testinden elde edilen öznel değerlendirmeler ile nesnel veriler istatistiksel olarak analiz edilmiştir.  
Artan iç gürültü düzeyi ile beraber öznel ses düzeyi değerlendirmesi veya gürültü rahatsızlığı değerlendirmeleri de artmıştır. Aynı gürültü düzeyinde olmalarına rağmen, öznel gürültü rahatsızlığı ya da ses düzeyi değerlendirmesinde çocuk sesi, yüksek sesli konuşma ve tesisat sesi farklı değerlendirilmiştir. Bu fark gürültülerin tonal bileşenlerindeki farklılıktan kaynaklanmaktadır. Yüksek frekans bileşenine sahip sesler (çocuk sesi gibi) insanda daha yüksek ses düzeyi veya gürültü rahatsızlığı algısı oluştururken, alçak frekansa daha yüksek tolerasyon gösterilmiştir. Bu durum bize Yönetmelik değerlerinin sadece iç gürültü düzeyi üzerinden tanımlanmasının günlük hayatta karşılaşılan ses çeşitliliğini tam olarak yansıtmadığını göstermektedir. Ayrıca 3 sınıfın iç gürültü rahatsızlık düzeyi ortalamaları incelendiğinde, jürinin B sınıfını %51,53, C sınıfını %53,06 ve D sınıfını %72,73 oranında rahatsız edici ya da aşırı rahatsız edici değerlendirildiği görülmektedir. Katılımcıların %45,4'nün yapı içi çevre gürültülerine karşı kendilerini hassas olarak tanımlamıştır. Rahatsızlık yüzdelerinin yüksek çıkmasının, jüri profilinin büyük kısmının hassas kişilerden oluşmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Ayrıca bu durum  Yönetmelik  değerlerinin  Türk  populasyonunun gürültü rahatsızlığı algısını yansıtıp yansıtmadığının sorgulanması gerekliliğini de gündeme   getirmiştir.    Ses     düzeyi   değerlendirmesi,    dinlenirken    rahatsızlık  değerlendirmesi ve çalışırken rahatsızlık değerlendirmesi arasında yüksek korelasyon 
tespit edilmiştir. Bu yüzden dinleme testinin 2. bölümünde test süresini kısaltmak amacıyla sadece öznel ses düzeyi değerlendirmesi yapılmıştır. 
Aynı yapım sisteminin farklı yalıtım değerlerine sahip bölücü elemanları arasında algılanan ses düzeyi açısından değişiklik görülmemiştir. Aynı akustik performans sınıfında olan farklı yapım sistemleri arasında da algılanan ses düzeyi açısından değişiklik görülmemiştir. Gürültü olarak kullanılan ve ses yalıtım filtrelerinin uygulandığı pembe gürültü, günlük hayatta karşılaşılan karmaşık komşuluk seslerini tariflemede yetersiz kalmıştır.
Daha hassas değerlendirmelerin yapılabilmesi için, dinleme testinde açık ya da yarı açık kulak üstü kulaklık kullanılması, laboratuvar arka plan gürültü seviyesinin oldukça düşük olması ve ses kayıt, düzenleme, aktarım ve çalım sistemlerinin frekans cevaplarının çalışmasının amacına uygun olması gerekmektedir.

Abstract:
A significant portion of the building stocks consist of residential buildings. The typology of housing is expected to respond mainly to the needs of protection, housing and nutrition. In addition to basic needs, it is important that the space meets the requirements in terms of audio, visual and thermal comfort. The studies conducted reveal that the comfort level that people expect from life increases with the new generations. When aural, visual and thermal comfort parameters are studied within the context of space, it is observed that users give more importance to aural comfort conditions and that they are generally disturbed by the present situation. Aural comfort is evaluated as interior noise level or over sound insulation values of construction element in enclosed spaces.
Regulation on the Protection of Buildings Against Noise (2018) is in force, concerning the sound insulation to be applied in buildings in Turkey.  The regulation defines limit values for 6 (A, B, C, D, E, F) acoustic performance classes. In the new buildings to be constructed, the securing of at least C class was necessitated. 
In 2009, COST Action TU0901 'The integrating and harmonizing sound insulation aspects in sustainable urban housing constructions' was conducted in European countries in order to propose harmonized descriptors for airborne and impact sound insulation and propose a European acoustic classification scheme for dwellings. The values stated in the Regulation on the Protection of Buildings Against Noise in Turkey are also taken from the results of this study.
In order to meet the sound insulation requirements efficiently and effectively, there should be a high correlation between the building construction data, predicted/designed sound insulation, measured field sound insulation and the occupants' evaluation. The relationship between human sound perception and sound insulation metrics is investigated through field or laboratory studies. Field studies are carried out by measuring the sound insulation values of the structural elements in the selected sample and comparing them with the noise annoyance evaluations of the users in that housing. In laboratory studies, the jury is listened to some sounds related to interior noise or sound insulation with headphones or loudspeakers and they are asked to evaluate these sounds in terms of different criteria (annoyance, loudness, acceptability, audibility, etc.). It shows the correlation between subjective evaluation results and objective data and the dose effect.
The aim of this study is to evaluate the interior noise level subjectively which is described in the Regulation on the Protection of Buildings Against Noise (2018) via B, C, D acoustic performance classes for the dwellings. All stages of the study, social survey, noise measurements and recording of sounds, the creation of sound clips, listening test and the comparison of subjective and objective data serve this purpose.
In a social survey conducted with 250 residential users, it was found that Turkish society was most annoyed by loud speech and shouting, installation sound and  running children sound. Loud speech and shouting, installation sound and child sound are the most disturbed airborne; running children sound, door slam sound and moving furniture sound are the most disturbed impact neighborhood noise. Impact-induced noise is more disturbing than airborne noises. To give an idea about the noise annoyance in the data set across Turkey, the social survey was conducted within three pilot cities. 126 people in Istanbul, 61 people in Corum and 63 people in Hatay participated in the survey. General noise annoyance or sensitivity to sound is highest in Corum, Istanbul and Hatay, respectively.
The assessment of the interior  noise level in the dwelling was carried out with a total of 9 stimuli at 35, 39, 43 dBA levels over the first three annoyed airborne noise (loud speech and shouting sound, installation sound and child sound).
In the sound insulation assessment part of the study, brick, gas concrete and gypsum board covered wall construction systems were examined. Stratification models, which provide B, C, D classes for the 3 selected construction systems and which are frequently used in the construction sector (X), were calculated in Insul sound insulation calculation / estimation program. The Rw (C; Ctr) values obtained from the Insul program were converted into DnT, A according to the formula defined for spaces with a room size less than 5 m and volume less than 75 m3 in the Description and Application Manual of the Regulation on the Protection of Buildings Against Noise (2018). Sound insulation values were applied to 80 dB pink noise as a filter.
In the laboratory, 22 jury evaluated 9 stimuli in terms of interior noise annoyance, sound level and semantic differantial test. In this section, sounds are played through 2 speakers as 1 active and 1 passive. In the second part of the listening test, the sounds were heard through the headphones and the 12 stimuli were evaluated in terms of perceived sound level. The subjective evaluations and objective data obtained from the listening test were statistically analyzed.
Increased interior noise level has also increased subjective sound level assessment or noise annoyance assessment. Although they were at the same noise level, child sound, loud speech and installation sound were evaluated differently in subjective noise annoyance or sound level assessment. This difference is due to the difference in the tonal components of the noise. Sounds with a high frequency component (such as a child's sound) create a higher perception of noise or noise annoyance in humans, while higher tolerance to low frequency is shown. This shows us that defining the Regulation values only on the level of interior noise does not fully reflect the diversity of sound encountered in daily life. In addition, when the average noise annoyance level of the 3 classes were examined, it was seen that the jury was evaluated as annoying or extremely annoying by B class 51.53%, C class 53.06% and D class 72.73%. 45.4% of the participants defined themselves as sensitive to environmental noise. The high incidence of annoyance is thought to be due to the fact that the majority of the jury profile consists of noise sensitive persons. In addition, this situation raised the need to question whether the values of the Regulation reflect the perception of noise annoaynce of the Turkish population. There was a high correlation between sound level assessment, annoyance assessment when resting and annoyance assessment when working. Therefore, in the second part of the listening test, only subjective sound level assessment was evaluated in order to shorten the test time.
No difference was observed between the dividing elements of the same construction system with different insulation values in terms of perceived sound level. There was no change in the perceived sound level between different construction systems of the same acoustic performance class. Pink noise, which is used as noise and applied sound isolation filters, is insufficient to describe complex neighborhood sounds encountered in daily life.
In order to make more accurate evaluations, it is necessary to use open or semi-open headphones in the listening test, very low background noise level in the laboratory and the frequency responses of sound recording, editing and playback systems should be suitable for the purpose of operation.