Ses Yalıtım Malzemeleri

İyi duyumlama için alınacak önlemlerin başında ses emici malzemelerin seçimi ve uygulaması gelmektedir. Dış gürültünün izole edilmesi, ortam içinde yeterli bir ses yüksekliğinin sağlanabilmesi ve mekan formunun saptanabilmesi şeklindeki maddeler iyi ve tatmin edici duyumlama etkenleri olarak sıralanabilirler. 

Emiciliğe etki eden faktörler aşağıdaki gibi özetlenebilmektedir: 

Frekans: Frekans arttıkça ses emicilik değeri de artmaktadır ancak bir kısım malzemeler emicilik katsayılarında değişik frekanslarda büyük fark göstermedikleri halde bazıları çok geniş farklılıklar ortaya koyabilmektedirler. 

Kalınlık: Aynı maddeden yapılmış farklı kalınlıktaki levhalar değişik emicilik katsayısı değerlerine sahip olabilmektedirler. Emicilik özelliği kalınlıkla doğru orantılı olmaktadır. 

Bağlayıcı Maddeler: Malzeme bünyesinde bu maddelerin varlığı emicilik özellikleri üzerinde rol oynamaktadır. 

Yoğunluk: Malzemenin sıkışıklığı ve yoğunluğu emicilikte önemli bir etken olup 2 cm 'lik bir malzeme gevşetilerek ya da sıkıştırılarak farklı kalınlılara getirildiğinde emicilik katsayıları da değişiklikler göstermektedir. 

Yüzeyin Pürüzlülüğü: Ses emiciliğinde artırıcı rol oynamaktadır. 

Uygulama Yeri: Ses emici malzemenin parçalı olarak uygulanması esnasında en fazla emicilik mekanın köşelerinde olmaktadır. 

Yüzey Delikleri: Akustik malzemenin yüzeyindeki deliklerin içeriye doğru açılmış olması durumundaki emiciliği, emici yüzey alanının artmasına ek olarak fazlalaşmaktadır. 

Boya: Küçük delikli, lifli, gözenekli malzemeler boyandıklarında deliklerin boyayla dolması ve boyanın delikler üzerinde ses köprüsü oluşturmasıyla emicilik yeteneklerini kaybetmekte, ses emicilikleri titreşimle oluşan levhalar, geniş gözenekli malzemelerse boyadan pek etkilenmemektedirler. Boyanın fırçayla ya da püskürtme şeklinde uygulanış biçimi bile emicilik özelliğinin az da olsa etkilenmesine neden olmaktadır. 

Bütün inşaat malzemeleri sesi belli oranlarda yutarlar fakat bazı malzemeler yüksek ses emiciliği için üretilmişlerdir ki bunlara Akustik Malzeme adı verilmektedir. Etkin bir ses yutucu malzeme gelen ses enerjisini yüksek iç sürtünme kaybı ile ses geçişine karşı yüksek direnç göstermek durumundadır. 

Ses emici malzemeleri; gözenekli ses emiciler ve titreşimli levhalar, bileşik ses emiciler olmak üzere iki gruba ayırmak olasıdır. 
 

 
Yeterli bir ses yalıtımı için tek bir malzemeden oluşan yapı elemanlarının birim ağırlığının yüksek olması (350 kg/m² 'den büyük) istenmektedir ve hesaplarla bulunmuş sınır frekans değeri 1500 Hz 'in üzerinde olduğunda tabaka eğilebilir niteliğe bürünmekte bu da ses titreşimlerine uğraması açısından sakıncalı olmaktadır. 

Birim ağırlığın yüksek tutulması gereği ve dolayısıyla bunun yapı ekonomisine getirdiği maliyet artışı göz önüne alınarak çift tabakalı malzemeler bileşimine doğru yönelinmiş ve bunlar aralarında hava boşluğu taşıyanlar, ses yalıtım malzemesi bulunduranlar biçiminde üretilmişlerdir. Aralarında hava bulunan çift tabakalı malzemeler titreşime uğrayarak sesi geçirmektedirler bu nedenle titreşim frekanslarının olanaklar elverdiğince düşük olması sağlanmak durumundadır. Çift tabakalı malzemelerde arada kullanılacak ses yalıtım malzemesinin yumuşak ve esnek olması iki kabuk arasında ses köprüsü oluşumuna izin vermeyecek biçimde önlemler alınarak konması gereği unutulmamalıdır. 

Dolayısıyla malzeme seçiminde dikkat edilecek noktalar; tek katlı yapı elemanında boşluksuz, birim ağırlığı ve elastiklik modülü yüksek, yeterince kalın malzemeden yapı bileşenini oluşturmak, çift katlı malzemede ise tabakalar arasına birim ağırlığı yüksek yalıtım malzemesi koymak, sesin doğrudan etkisine maruz tabakaların elastik olmasını sağlamak olmaktadır. 

Gözenekli Geçirgen Ses Emiciler
 
Ses emici özelliğe sahip olabilmenin en önemli şartlarından biri; gözeneklerin dışarıya açık ve birbirleriyle ilintili olmalarıdır. Bu nedenledir ki poliüretan, polisten köpük levhalar gibi (piyasada İzocam firmasının ürettiği İzopor adı altında satılanlar örnek verilebilir) kapalı gözenekli olup yeterli elastikiyet ve ses yutuculuk özelliğine sahip olmayan malzemelerdir ve ses yalıtım amaçlı kullanılmaları doğru olmamaktadır. Ancak bu malzemelerin çok iyi birer ısı yalıtım malzemesi olduğu unutulmamalıdır. 

Cam elyafı, mineral elyaflı levhalar, açık gözenekli sentetik köpükler ses yalıtımı alanında yaygın olarak kullanılabilmektedirler. Hava geçirgen, ve esnek malzeme olmaları nedeniyle cam yünü ve taş yününün ses yutma performansları yüksek olup özellikle yüksek frekanslarda gürültüyü azaltma yönüyle iyi birer ses yalıtım malzemesidirler. Bünyelerine giren sesin bir kısmı boşluk ve cam elyafı arasında ısıya dönüştürülerek yok edilmektedir. Ses yutma katsayılarının hava geçirme direnci ile yakın ilişkisinden dolayı, hava geçirme direncinin artırılması (malzeme yoğunluğunun artırılması) orta ve yüksek frekanslarda ses yutma yeteneğini de artırmaktadır. Ancak beklenenin aksine yüksek hava geçiş direnci düşük bir sürtünme ısısına ve dolayısıyla düşük ses yutmaya yol açmaktadır. Bu nedenle cam ve kaya yününde optimal değerler orta yoğunluklarda (40-60 kg/ m³) alınabilmektedir. 

Porozite (α), ses emicilik yeteneği için zorunlu olmakla birlikte tek başına etkin bir tanıtım değeri olamamaktadır. 

Madde içindeki bütün boşluk hacminin, ses aktarılmasında etkili olan kısmi hacme oranı olarak bilinen strüktür faktörü (s) malzeme emiciliği üzerinde etkin bir diğer parametre olmaktadır. Pratikte s=1 alınmakta ve bu da tüm gözeneklerin hacminin ses iletimine katkıda bulunduğu anlamını taşımaktadır.
 
Üçüncü bir tanıtım değeri sesin bir yandan öbür yana geçişinde etkisini ortaya koyan akım direnci (H) olmaktadır. Birimi: Ns/m⁴ 'dür. Malzemenin önü ile arkası arasındaki basınç farkının orantısı olarak tanımlanabilen akım şiddeti aynı zamanda akım doğrultusundaki kalınlığa da bağlı olmaktadır.
 
Ses micilerin seçiminde ve boyutlandırılmasında en uygun emme dereceleri elde edilmek istenmekteyse porozite, strüktür faktörü ve akım direnci tanıtım değerlerinin en ideal olanları/un göz önünde bulundurulması gerekmektedir. 

Bunlar da; α = 0.5, s = 1, H =10³-5x10³ Ns/m⁴ olmaktadır. 

Gözenekli geçirgen malzemelerde ses emme dereceleri sesin yüzeye geliş açılarına bağlı olmaktadır. Yataya yakın bir açıyla gelen ses enerjisi dikey konumda gelene göre daha az emilmektedir. 

Ses yalıtım malzemelerinin yerleştiriliş konumları emilimi etkilemektedir. Duvarların hemen önüne büyük ve düzgün bir yüzey halinde bitişik olarak yerleştirilebilecekleri gibi duvarlardan belli mesafelerde ayrık olarak da konabilmektedirler. En fazla ses atılımının bulunduğu yerlerde yani duvarın belli bir aralıkta önünde ayrık parçalar halinde yerleştirilmiş olmaları kenar kırılması olayının etkisi ile ses emilim değerini artırmaktadır. Kenar kırılma etkisi ; sesin emici yüzey kenarlarından içeri doğru kırılmasıyla ek bir ses emilim olayının gerçekleşmesidir. 

Akustik malzemeler prefabrik kaplama tabakaları ve levhalar biçiminde üretilebilmektedir. Çoğu asbest, mineral ya da cam elyaflı olmakta ve çeşitli kalınlıklarda yapılabilmektedir. Kaplama malzemesi şeklinde olanları çoğunlukla tavanlarda ya da doğrudan döşemenin altında monte edilmekte bazen T destekli askı ya da kablolarla asılmaktadırlar. Başka üretim biçimleri akustik sıvalar ve ses emici ünitelerin değişik kombinasyonları şeklinde olabilmektedir. 
Akustik kaplama ve levhalar yapıldıkları madde cinslerine bağlı olarak aşağıdaki gibi gruplanabilirler. 

Selüloz Elyaflı Kaplamalar

Bunlar çok eskiden beri bilinen, ucuz denilebilecek akustik şeker kamışından elde edilmektedirler. Elyaflar arası, boşluklara sesin girişine izin verecek biçimde delikli yapıdadır bu da malzemeye ses emme yeteneğini kazandırmaktadır. Dokularındaki ve görünüşlerindeki çeşitlilik delik biçim ve yüzeyine bağlı olmaktadır. Bu tür malzemeler neme maruz kaldıklarında boyutsal değişim ve mukavemet kaybına uğramaktadırlar. Yanma yüzdeleri düşük olmasına karşın yangın geçirmezlik özelliğine sahip değillerdir. 

Mineral Elyaflı Kaplamalar

Ana malzeme; yüksek fırın cürufunun birçok işleme sokulmasıyla, dayanım artırıcı bağlayıcı maddeler eklenmesiyle elde edilen mineral yünlerdir. Bu kaplamalar yarıklı olabildikleri gibi delikli olarak da üretilebilmektedirler, yarıklı olanlarına delik açılımı ile maksimum emicilik kazandırılabilmektedir. Dış görüntünün ve estetik görselliğin önemli olduğu yerlerde öncelikle kullanılmaktadırlar. Delikli olanları daha çok endüstriyel alanlarda kullanım alanı bulmaktadır. Yangına karşı dayanımlıdırlar. Çeşitli ölçü, dokuma, kalınlık ve özelliklerde üretim olanakları bulunmaktadır. Akustik karakterlerinin bozulmaması için özellikle yarıklı olan kaplamaların ses köprüleri oluşumuna izin vermeyecek biçimde boyanmalarına dikkat etmek gerekmektedir.

 Titreşimli Levhalar ve Bileşik Ses Emiciler 

Titreşimli levha prensibince; kütle olarak sunta, alçılanmış mukavva, kontrplak yay olarak ise levha arkasındaki hava hacmi düşünülerek üretilmektedirler. Gözenekli geçirgen emicilerle birlikte delikli kaplama katlarının kullanılması ya da titreşimli levhaların boşluklarının gözenekli geçirgen malzeme ile doldurulması biçiminde bileşik ses emiciler elde edilebilmektedir. 

Delikli Metal Kaplamalar
 
Bunlar mineral yün gibi akustik malzeme ile doldurulmuş delikli metal tabla içeren kaplamalardır. Tabla alüminyum ya da hafif çelik bir malzemeden yapılmaktadır. İnce, delikli metal tabla ses iletimini sağlayan bir diyafram gibi hareket etmekte ve akustik malzemenin ses emme yeteneğinde bir azalmaya neden olmaktadır. İlk maliyetleri yüksek olmakla birlikte hem dayanıklılık hem de bakım ve onarım çalışmaları açısından kendisini amorti eder nitelikte olup ekonomi sağlamaktadırlar. Yüzeylerinin kolayca temizlenebilmesi, boyama işlemi gerektirmemeleri, üstlerinin sert emaye dolgu ile kaplanarak yüksek yansıtıcılık özelliğine sahip olmaları avantajlar olmaktadır. 

Delikli Çimento - Asbest Kaplamalar

Bu tip delikli paneller dekoratif olup yüzeyleri paslanmaz malzemelerle kaplanmaktadır. Nemli ortamlardan etkilenmezler ve aynı zamanda yanmaz özelliğe sahiptirler. Özellikle restoran mutfaklarında, yüzme havuzlarında neme karşı olan dirençleri ve fazla bakım istememeleri nedeniyle tercih edilmektedirler. 

Ses emici malzemelerin seçiminde ses emme katsayıları, ısıl yalıtım özellikleri, ışık yansıtma ve havalandırma yetenekleri etkin faktörler olduğu kadar yangına, haşeratlara, çürümelere ve deformasyonlara karşı dayanımları ve sağlamlıkları da önemli etkenler olmaktadır. 
 

Tiyatrolar, konferans, opera ve müzik salonları, sinemalar, açık ve kapalı özel amaçlı salonlar, müzik, radyo, televizyon stüdyoları gibi değişik ve çok amaçlı mekanlarda sessel yalıtımın ilk aşaması olarak kabul edilebilecek salon form planlaması optimal işitmenin sağlanabilmesi adına yapılan bir akustik yalıtım olmaktadır. 

Yankı ve odaklanma oluşmaması için mekan içinde karşılıklı paralel yüzlerde ses ışınlarının yansıyarak asıl ses kaynağının dışında belli noktalarda toplanmamasına, sesin uygun dağılımı için ses yansıtıcı elemanlar kullanarak düzenlemeler yapmaya dikkat etmek gerekmektedir. Bu nedenle dikdörtgen ve dairesel hacimli planlar yerine, düzgün yayılım eğrisi veren yamuk planlı hacimler tasarlamak, belli bir kaynaktan çıkan ses ışınlarının yansıtıcıya çarptığı noktada normalle eşit açı yaparak dağılmalarını sağlamak, istenmeyen yansıma noktalarının ses yutucu, kırıcı ve dağıtıcı malzemelerle çözüme kavuşturulması uygun olmaktadır. 

Farklı amaçlı salonların akustik düzeninde; reverberasyon katsayısının istenilen sınırlarda olabilmesi için hacimlerin yüksekliği, malzeme seçimi ve uygulanış biçimleri de farklı olmaktadır. Örneğin tiyatrolarda; ses kaynağı normal insan sesi olup değişik şiddetlerde olabilmektedir. İyi duyumlama ve anlaşılırlık sağlanabilmesi için salon uzunluğunun 28-30 m'den fazla olmamasına, yan duvarların açılarak yapılmasına, reverberasyon süresinin 1.2 - 1.4 s seçilmesine, sinemalarda ise; ses kaynağının önceden belirli akustik koşullara sahip stüdyolarda hazırlanmış ses olduğu bilinci ile yan yüzlerden yansıyan seslerin enerjisini en aza indirecek biçimde bu kısımların ses emici malzemelerle kaplanmasına ve reverberasyon süresinin kıslatılmasına dikkat etmek gerekmektedir. Opera, müzikal ve konser salonlarında ise salon formu saçılma şeklinde yayılan seslerden yararlanılmasına olanak sağlayacak biçimde geometrik şekilli balkon ve çıkıntılarla desteklenmek durumundadır. Söz konusu salonları çevre gürültülerinden korumak içinde ayrıca iyi bir ses yalıtımına gerek bulunmaktadır. Salonların doluluk ve boşluk oranları düşünülerek reverberasyon sürelerinin sabit tutulması için koltukların yumuşak ya da yarı yumuşak olarak yapılmaları amaca uygun hesaplamalardan olmaktadır. Kütüphanelerde ise; dış duvarların ses azaltım değerlerinin genellikle 50 dB 'den az olmayacak malzemelerle yalıtılmasına, özellikle okuma salonları tavan ve duvarlarının uygun akustik malzemelerle yalıtılmış olmasına özen göstermek gerekmektedirS. 

Bu tür salonların akustiğinde ses yutan malzemelerle sesi yansıtan malzemelerin doğru kombinezonun, tavanda veya duvarlarda yer alan hareketli panoların kaynaktan çıkarak yansıyan ve saçılan seslerin iyi, net ve eşit duyumlanmasında, yankı oluşmamasında olumlu katkılan olmaktadır. 

Akustik Malzemelerin Uygulama Tarzları

En iyi performansın ve görüntünün elde edilebilmesi için ses emici malzemelerin yerleştirileceği hacmin hizmet süresindeki sıcaklık ve nem özellikleri bilinerek bu veriler altında doğru bir teknikle yerleştirilmeleri gerekmektedir. 

Akustik materyaller; harç vb. gibi malzemelerle yapıştırılarak, çivileme, vidalama ile ve mekanik asma sistemler kullanılarak monte edilebilmektedirler. 

Harçla Yapıştırma 

Akustik kaplama malzemelerinin yaklaşık % 50 'si beton, sıva veya alçı yüzeyler üzerine yapıştırıcı bir harçla yerleştirilmekte ve bu kullanılan en ucuz yöntem olmaktadır. İşlemin yapılacağı yüzeyin pürüzsüz ve temiz olması istenmektedir. Levhalar köşelerine uygulanan harçla bastırılarak yerine yapıştırılmaktadır. 

Çivileme veya Vidalama 

Yapıştırmayla uygulama yapmaya uygun olmayan tavanlarda belli aralıklarla çatılan ahşap çıtalara çivileme yoluyla, kimi zamanda darbe ve çarpma seslerinin fazla olduğu döşemelerde daha güvenli olan vidalama yöntemi ile levhalar oturtulmaktadır. Metal malzeme ile ahşabın kaynaştırılmasında sessel yalıtım açısından plastik ya da lastik bir ara kaynaştırıcı malzemenin kullanılması gereği hatırlanmalıdır. 

Mekanik Asma Sitemler

Aydınlatma, ısıtma ve havalandırma donatılarının bulunduğu yerlerde uygulanan bu sistemde hemen hemen her tip akustik malzeme rahatlıkla asılabilmektedir. 

Akustik malzemeli asma tavanlar; Gömme (gizli) tip, kısmen açık ve tamamen açık sistemler şeklinde yapılabilmektedirler. Gizlenmiş sistemlerde; asma tavan akustik levhaları kendilerini içinde barındıracak ana taşıyıcı T profillerinin oluşturdukları karolaj ağının içine oturtulurlar. Kısmen açık sistemler daha geniş akustik üniteleri taşıyabilecek biçimde dizayn edilmektedirler ve istenilen yerlerde karolaj içindeki asma tavan levhalar, kesilerek spot armatürler yerleştirilebilmektedir. 

Açık sistemlerde ise geniş akustik levhalar asma sistemlerle desteklenerek taşınmakta, T profiller gizli kalıp gözükmemektedir.