Çevreyi kirleten etmenlerden biri, yaşadığımız ortamı rahatsız eden ve genellikle dayanılmaz olarak nitelendirilen gürültüdür. Gürültü, istenmeyen veya anlamsız sesler olarak tanımlanır. Teknolojik ilerleme, hızlı ve düzensiz kentleşme, sanayinin büyümesi, nüfus artışı ve yapıların hafiflemesi gibi nedenlerle artan gürültü kirliliği, iç mekan konforunu olumsuz etkiler ve bunun sonucunda insan sağlığını bozar.
Çevresel gürültü, doğal çevreyi bozan ve genel anlamda çevre kirliliğine katkıda bulunan, insan sağlığı ve konforu için sorun teşkil eden bir tür teknoloji artığıdır. Kentlerde, kişisel rahatsızlıklardan toplumsal sorunlara kadar çeşitli olumsuzluklara neden olan çevresel gürültü kirliliğinin önemli bir kaynağı, taşıtların hareketinden kaynaklanan karayolu ulaşım gürültüsüdür. Büyük kentlerde yapılan araştırmalar, bir yerleşim yerindeki en önemli gürültü kaynağının genellikle karayolu ulaşımı olduğunu ortaya koymuştur. Bu, yüksek düzeyde gürültü üretmesi ve sürekli olması nedeniyle dikkat çekicidir.
Son yıllarda, aşırı ses ve gürültü, yalnızca rahatsız edici bir faktör olmanın ötesinde farklı özellikler kazanmıştır. Motorlu kara ve hava taşıtlarının yaygınlaşması, ulaşımın gelişmesi, endüstriyel faaliyetlerde kullanılan araçların daha fazla ses üretmesi ve yaşam alanlarının gürültüden yeterince korunmaması, toplum sağlığı açısından çeşitli sorunlara neden olmuştur. Gürültü kirliliği, bu bağlamda ele alındığında, çevre yönetimi ve planlamada önemli bir konu haline gelmiştir.
Gürültünün, insan sağlığına, işitme yeteneğine ve sinir sistemine verdiği zararlar, diğer çevresel kirlilik türleri olan zehirli dumanlar ve kirli suların zararlarından hiç de az değildir. Gürültü, insanların fiziksel ve psikolojik durumlarında olumsuz etkiler yaratarak adeta toplumsal bir afet gibi davranır. Sesin insan organizmasındaki olumsuz etkileri günümüzde önemli bir sorun haline gelmiştir; çünkü sesin çeşidi artmakta ve yüksekliği (intensifliği) büyümektedir. Aniden ortaya çıkan yüksek ses, insanları korkutabilir, sinir sistemine zarar verebilir ve stres durumlarına neden olabilir. Gürültünün psikolojik etkileri de önemlidir, aşırı ses insanları hasta, mutsuz ve sabırsız kılabilir, ruhsal sorunlara neden olabilir.
Gürültü olayı, çağımızda otomobil ve hava ulaşımının gelişmesi ile çeşitli üretim etkinlikleriyle birlikte büyük bir sorun haline gelmiştir. 1940’lı yılların sonlarına kadar, sesin aşırılığı gürültü olarak değerlendirilmemiş ve sağlık üzerindeki etkileri göz ardı edilmiştir. Ancak 2000 yılına gelindiğinde, bilim ve teknolojinin ilerlemesiyle birlikte, gürültü sorunu giderek büyüyen ve çözümü zorlaşan bir sorun haline gelmiştir. Özellikle büyük şehirlerde yaşayanlar için gürültü, büyük bir eziyet kaynağı olmuştur. Her ses, ses yollarıyla beyindeki uygun merkezlere ulaşarak, birçok kanal ve yolla diğer organlara ve sistemlere etki eder. Elektroensefalografik muayeneler, sesin etkisiyle beyin biyoelektriğinde değişikliklere neden olduğunu gösterir. İlk aşamada uyku bozulur, derin uyku sığ uykuya dönüşür ve bu durum organizmanın yeterince dinlenmesini engeller.
Birçok endüstriyel gözlem, sesin azalmasının üretim verimini artırabileceğini ve elde edilen ürünün niteliğini iyileştirebileceğini ortaya koymuştur. Ses, merkezi sinir sistemine ciddi zararlar verebilir. Nevrozun yaklaşık %30’u ve baş ağrısının %80’i, sesin etkilerinden kaynaklanır. Ayrıca, gürültü insanlarda sinirli davranış özelliklerini tetikleyebilir, sarsılma, yorgunluk ve zayıflık hissi yaratabilir. Gürültü, dikkati zayıflatır, fikirleri dağıtır ve entelektüel gücü olumsuz etkileyebilir. Bazı üretim etkinliklerinde ise üretkenlik yeteneğini azaltabilir.
Ekim 1970’te La Haye şehrinde düzenlenen bir konferans, 8 Avrupa devletinin ve ABD’den uzmanların katılımıyla “gürültüye karşı mücadele” konusunu ele almıştır. Bu konferansta, büyük şehirlerin yaşam alanlarında, caddelerinde, meydanlarında ve banliyölerinde gürültüyle mücadeleye özel bir vurgu yapılmış ve bu alanda bir dizi öneri ortaya konmuştur.
Gürültü, çağdaşlaşmanın bir tür hastalığı olarak değerlendirilmelidir. Diğer stres kaynakları gibi, gürültünün kaynaklarını ortadan kaldırmak veya en azından insan sağlığına zarar vermeyecek bir seviyeye indirmek, önümüzdeki önemli bir sorun olarak durmaktadır. Bu konuda yapılan konferans, bu sorunun ciddiyetini vurgulamış ve çözüm yolları bulma amacıyla birçok öneriyle dolu bir platform sunmuştur.
Ses ve Sesin Özellikleri
Ses, esnek bir maddi ortamda yayılan mekanik titreşim dalgasıdır. Genel olarak, ses, “işitme duygusunu uyarıcı dalga” olarak tanımlanabilir; ancak bu tanım, örneğin köpek düdüğü veya sonar cihazları gibi insan kulağı tarafından algılanamayan dalgalar için yetersiz kalabilir.
Ses, kaynaktan alıcıya dalgalar halinde ulaşır ve bu dalgaların yayılması için uygun bir ortam gereklidir. Ses dalgaları, elektromagnetik dalgalardan farklı olarak, boşlukta yayılamazlar.
Katı, sıvı ve gazlar genellikle sesin yayılmasına uygun bir ortam sağlar. Bu ortamda oluşturulan mekanik bir uyarı, bir noktada ani bir basınç artışına neden olur. Ortam esnek olduğundan, sıkışma durumu kalıcı değildir; sıkışan bölge, tedirginlik etkisi ortadan kalkar kalkmaz genişler, ancak bu sırada komşu bölgelerin sıkışmasına yol açar. Bu durum periyodik bir biçimde tekrarlanır ve sonuç olarak her bölgeden birbirini izleyen sıkışma ve seyrelme dalgaları oluşur. Bu dalgalar, boyuna dalgalar olarak adlandırılır; yani ortamın parçacıklarının titreşim hareketi, dalga hareketi doğrultusundadır (bu durumda ortam içinde madde taşınımı söz konusu değildir). Bu dalganın ortam içindeki yayılma hızı, ortamı oluşturan maddenin yoğunluğuna, denge basıncına, özgül ısısına (gazlar için), esnekliğine (katı ve sıvılar için) ve sıcaklığa bağlıdır. Soğuk havada ses hızı azalır. Örneğin, 15 ºC sıcaklıkta ve deniz seviyesi basıncında (1013.25 milibar) kuru havada sesin hızı saniyede 340 metredir. Sesin hızı deniz suyunda 1,490 m/sn, çelikte ise 5000 m/sn’dir.
Günlük yaşamda karşılaşılan seslerin büyük bir kısmı periyodiktir, yani bu sesleri oluşturan dalgalar zaman içinde düzenli olarak tekrarlanır. En basit ses dalgası, sinüs eğrisi şeklinde olan ve yalın ton olarak adlandırılan sese karşılık gelir. Bu dalganın frekansı (birim zamanda geçen dalga sayısı), sesin yükseklik olarak algılanan niteliğini belirler. Müzik aletlerinden çıkan sesler gibi karmaşık sesler genellikle bir temel bileşenle birlikte frekansı bu temel bileşenin katlarına eşit olan harmoniklerin birleşimiyle oluşur. Harmoniklerin temel bileşene ve birbirlerine göre oranı, sesin tını olarak algılanan niteliğini belirler.
Ses dalgası çok daha karmaşık olabilir; bu tür bir seste temel bileşenden ve dolayısıyla sesin yüksekliğinden bahsetmek mümkün değildir. Gürültüyü oluşturan sesin frekansı tüm frekans aralığına yayılmıştır. Doğada bulunan tüm renklerin karışımı nasıl beyaz ışığı oluşturuyorsa, bütün frekans aralıklarına sahip sürekli spektrumlu sesler de “Beyaz Gürültü”yü meydana getirir. Makine gürültüsü, beyaz gürültünün iyi bir örneğidir.
Ses şiddeti ile yakından ilişkili bir ölçüm de ses basıncıdır. Ses basıncı, ortamdaki denge basıncındaki ses dalgasının neden olduğu artıştır ve genellikle din/cm² veya Pascal (Pa) birimiyle ölçülür. İnsan sesinin oluşturduğu ses basıncı, genellikle ağzın hemen önünde ölçüldüğünde 0.1 Pa civarındadır; bu değer, standart atmosfer basıncının milyonda birine denk gelir (105 Pa). Ses şiddetiyle yakından ilişkili bir diğer ölçüm ise ses gürlüğüdür. Ses gürlüğü öznel bir ölçümdür, yani insan kulağının algıladığı duyumun şiddetiyle ilgilenir. Bu nedenle, belirli bir referans sesle özel koşullar altında karşılaştırılarak ölçülür.
Ses, bir dalga hareketi olarak ışığa benzer şekilde yansır, kırılır, kırınır ve saçılır. Ses ve ışık dalgaları arasındaki temel farklar, ses dalgalarının boyuna, ışık dalgalarının ise enine dalgalar olmasının yanı sıra, bu iki dalga türü arasındaki büyük dalga boyu farkıdır. Ayrıca, ses dalgaları sadece esnek bir maddi ortamda var olabilir.
Ses dalgalarıyla ilgilenen bilime “akustik” denir. Ses, insan kulağının algıladığı ses dalgalarından oluşur. İnsan kulağı, saniyede 20’den daha az ve saniyede 20000’den daha fazla titreşimi duyamaz; bu değerler dışında kalan titreşimlere, ses ötesi dalgalar denir.
Ses Gürlüğü Nedir?
Ses gürlüğü, akustikte, işitme duyusunun şiddetine ilişkin bir niceliktir. İnsan kulağının algıladığı ses gürlüğü, yaklaşık olarak, sesin şiddetinin logaritması ile orantılıdır. Ses şiddeti çok zayıfsa ses işitilemez, sesin şiddeti çok yüksekse ağrı oluşur ve kulak için tehlikeli bir durum ortaya çıkar. İki eşik arasındaki ses enerjileri oranı yaklaşık olarak 2*10^12’dir. Bu oran kişiden kişiye değişebilir ve sesin frekansına bağlı olarak değişiklik gösterebilir.
Ses gürlüğü birimi olarak “fon” kullanılır; bir fon, bir desibellik ses şiddeti farkına karşılık gelir. Bir sesin fon olarak gürlüğü, dinleyiciye aynı gürlükte gelen 2 kHz frekanslı bir sesin desibel olarak ifade edilen şiddetine eşittir. Sesin gürlüğündeki bir artış, 1 kHz sesin şiddetindeki bir desibellik artışa eşit olarak algılanıyorsa, ölçülen sesin gürlüğündeki artış bir fon olarak kabul edilir.
Ancak, gürlükteki artış ile gürlüğü fon cinsinden ifade eden sayıdaki artış birbirleriyle doğru orantılı değildir. Örneğin, 60 fonluk sesin gürlüğü, 30 fonluk sesin gürlüğünün 2 katı olarak algılanmaz. Bu nedenle, gürlük için daha uygun bir birim olan “son” kullanılır. Gürlüğü 40 fon olan bir sesin gürlüğü 1 son olarak alınır. Bu sese oranla 2 kat daha gür olarak algılanan sesin gürlüğü 2 son olur. Son düzeyi S, fon düzeyi de P olarak gösterilirse, bu iki değer arasındaki ilişki şu şekildedir:
Log10S = 0,03 ( P – 40 ) bağıntısı vardır.
Günlük yaşamda karşılaşılan seslerin fon ve son olarak yaklaşık gürlükleri tabloda gösterilmiştir.
Fon | Son | |
İşitebilme eşiği | 0 | 0,065 |
Fısıltı | 20 | 0,025 |
Normal konuşma | 40 | 1 |
Otomobil içi | 50 | 2 |
Ortalama büro yada trafiğin az olduğu kenar mahalle sokağı | 60 | 4 |
Banliyö treni içi | 70 | 8 |
Gürültülü büro yada fabrika | 80 | 16 |
Yoğun trafikte cadde | 90 | 32 |
Metro vagonu | 100 | 64 |
Pnömatik delici | 110 | 128 |
Ağrı eşiği | 120 | 256 |
Ses Şiddeti Nedir?
Ses şiddeti, ses dalgalarının ilerlediği doğrultuya dik durumdaki birim alandan birim zamanda geçen ortalama enerji miktarı olarak tanımlanır ve santimetre kare başına Watt (W/cm²) birimiyle ölçülür. İnsan kulağının algılayabildiği en zayıf sesin şiddeti 10^(-16) W/cm² olarak kabul edilir; bu değer ses şiddeti ölçümlerinde standart bir referans olarak kullanılır. Ses gürlüğünün öznel bir nicelik olmasına karşılık, ses şiddeti nesnel bir niceliktir. Uygun ölçme aygıtları kullanılarak ve gözlemcinin işitme duyumundan bağımsız olarak ölçülebilir.
Bir sesin şiddeti ile aynı frekanstaki bir başka sesin şiddeti, bunların seslerinin şiddetleri birbirine bölünüp elde edilen oranın logaritması alınarak karşılaştırılır. Bir sesin şiddeti I, öteki sesin şiddeti de I0 ise, şiddet oranı;
B = log10 ( I / I0 ) eşitliğiyle ve bel birimi cinsinden bulunan örneğin I / I0 = 10 ise, bu oran 1 bel olur. Bu birimin adı A.B.D’li mucit Alexander Graham Bell’in adından gelir.
Uygulamada daha çok bel’in 1/10’una eşit olan desibel (dB) birimi kullanılır; bağıl şiddeti desibel olarak veren eşitlik b=10log10(I/I0) biçimindedir. Bu eşitlikten 1 desibelin yüzde 26’lık bir şiddet değişimine karşılık geldiği hesaplanabilir. Ses şiddetlerinin belirlenmesinde, işitilebilen en zayıf sesin şiddeti olarak kabul edilen 10-16 W/cm² değeri referans alınır; yukarıdaki eşitlikte I0 yerine bu değer konarak ses düzeyleri desibel cinsinden bulunabilir. Örneğin 10-12 W/cm² şiddetindeki bir sesin düzeyi ;
b = 10 log 10 ( 10-12 – 10-16 ) = 40 desibeldir.
Ses Şiddeti Nasıl Ölçülür?
Ses şiddeti ölçümü, gürültü, müzik veya diğer seslerin şiddetinin ölçülmesini içerir. Bu amaçla kullanılan cihazlarda, sesi alan ve elektrik sinyaline dönüştüren bir mikrofon bulunur; ardından elektronik devreler, bu sinyal üzerinde istenen ölçümleri gerçekleştirmek için kullanılır. Ses şiddeti genellikle desibel birimi cinsinden ölçeklenmiş bir ölçü aygıtından okunur. İnsan kulağı genellikle 0 ila 140 dB arasındaki sesleri algılar. 120 dB ses kulakta rahatsızlık yaratırken, 140 dB ses kulakta ağrı, kulak zarı yırtılması gibi etkilere neden olabilir. Desibel birimi logaritmik bir birimdir; 120 dB, 0 (sıfır) desibele göre 10^12 kat daha güçlü bir ses düzeyini ifade eder.
Ölçü cihazındaki elektronik devre, sesin içerdiği tüm frekansları veya yalnızca belirli bir frekans bandını ölçmek üzere ayarlanabilir. Bu ayarlama genellikle bir anahtar aracılığıyla gerçekleştirilir. Sesin hızla değişen seslerinin ortalamasını alabilmek için ölçü devresine bir zaman gecikmesi yerleştirilir. Bu gecikme, cihazın kullanım amacına bağlı olarak değişik değerlerde olabilir.
Gürültünün önemli bir çevresel kirlenme sorunu olarak ortaya çıkması, özellikle 1970’lerden bu yana küçük, çok yönlü ve duyarlı gürültü ölçüm cihazlarının geliştirilmesine yol açtı.
Ses düzeyi ölçümü, aslında ses gürlüğü ölçümüdür, ancak ses gürlüğü öznel bir niceliktir ve sesi algılayan kulağın niteliğine bağımlıdır. Bu sorunu çözmek amacıyla, nesnel ses şiddeti ölçümleriyle ses gürlüğü arasındaki ilişkiyi belirleyen Fletcher-Munson eğrisi gibi ölçekler geliştirilmiştir.