Tesisat Mahallerinde Akustik ve Titreşim Yalıtımı (Sismik İzolatör, Titreşim İzolatörü) ile Sismik Koruma Uygulamaları
5 Şubat 2020 | TEKNİK MAKALE 405 kez okundu
En etkili gürültü kontrolü yöntemi gürültü kaynağını gürültüye hassas mahallerden uzak konumlandırmaktır. Fakat kaçınılmaz olarak çok katlı binalarda teknik alanlar hizmet verdikleri katlara yakın olabilmeleri için ara katlarda konumlandırılırlar. Teknik alanlarda yüzer döşeme ve duvar iç kaplama sistemlerinin doğru uygulanması, içeride bulunan tesisat ve ekipmanların titreşim izolatör seçimlerinin doğru yapılması halinde, bu mahallerin gürültüye ve titreşime duyarlı mahallere bitişik kurulmaları mümkündür.
Döşeme, duvar veya tavana doğrudan bağlı ekipman bağlı olduğu yerden titreşimi binaya iletir ve binanın herhangi bir yerinde istenmeyen seviyelerde yapı yoluyla iletilen gürültünün oluşmasına sebep olabilir. Benzer bir biçimde borular ve havalandırma kanalları da eğer yapıya doğrudan bağlılarsa yapı yoluyla gürültü iletimine sebep olurlar. Ekipman titreşiminin duvar, döşeme ve tavana iletilmemesi için yalıtılması yapı yoluyla iletilen gürültünün önüne geçmek için önem arz eder. Hava doğuşlu gürültünün iletilmesine karşı da en etkili yöntem duvar, tavan ve döşemelerde iki katman arasında hava boşluğu oluşturarak bu yapıların ses yalıtım performansını arttıracak bir yüzer oda tasarlanmasıdır.
Mekanik tesisatın sismik korumasında ise; deprem meydana geldikten sonra da tesisat donanımı, hava kanalları ve boruları ile elektrik tavaları, aydınlatma armatürleri gibi tesisat birimlerinde herhangi bir değişiklik ya da onarım yapılmasına gereksinim duyulmadan tesisatın fonksiyonlarına devam edebilmesi güvence altına alınmalıdır. Fakat bunun için tüm bu yapısal olmayan tesisatın ve ekipmanların titreşim ve akustik yalıtımı uygulamalarını göz önünde bulundurarak olası deprem yüklerine karşı binaya doğru yöntemler ile bağlanması veya sınırlandırılması gerekmektedir. Ancak, bu uygulamalar önemli koordinasyon karmaşasına yol açabilmektedir. Dolayısıyla bu tarz uygulamalar dikkatli bir biçimde değerlendirilmelidir.
1. YAPISAL OLMAYAN ELEMANLARDA DEPREM KORUMASI
Depremlerin tahmin edilemez doğaları sebebiyle büyüklüklerinin, konumlarının ve sıklıklarının kayıt altına alınması büyük önem taşır. Yapılan en büyük hatalardan bir tanesi yapısal olmayan elemanlar için yapılan koruma ile ilgili, belli bir büyüklükteki veya şiddetindeki bir depreme dayanıklı olup olmadığının sorulmasıdır. Herhangi bir bina veya tesisat için belirli bir büyüklükteki depreme dayanım derecesinden bahsedilemez. Aynı büyüklükteki depremlerin, sığ veya derin odaklı olması veya diğer parametrelere de bağlı olarak meydana getireceği hasarlar arasında büyük farklar olabilir. Benzer şekilde belirli bir şiddetteki depreme dayanım derecesinden de bahsedilemez. Çünkü depremin şiddeti, zaten meydana gelmiş olan hasara göre belirlenir. Bir yapı üzerindeki sismik kuvvetler tipik olarak yerin hareketinden kaynaklı atalet kuvvetleri veya destek elemanlarının hareket farklılıklarından doğan kuvvetlerdir. Sismik tasarım yönetmelikleri ve rehberlerinde deprem yükleri tepki spektrumunun en yüksek mutlak ivmesi ile ifade edilir. Bu değere tüm bir yerkabuğunun zamana bağlı ivme geçmişi verilerinden ulaşılır.
2. TESİSAT VE EKİPMAN BİLEŞENLERİNDE UYGULAMALAR
Deprem meydana geldikten sonra da tesisat ekipmanlarının, hava kanalları ve borular ile elektrik tavaları, busbarlar ve aydınlatma armatürleri ile sprinkler gibi tesisat birimlerinde herhangi bir değişiklik ya da onarım yapılmasına gereksinim duyulmadan tesisatların fonksiyonlarına devam edebilmesini güvence altına almak amaçlanmaktadır. Yaşamsal öneme sahip sistemler için sismik koruma yapılmasındaki ana hedef; sistemin depremden hemen sonra hasar görmeden fonksiyonlarını devam ettirmesini sağlamaktır. Diğer sistemler için sismik koruma yapılmasındaki nedenlerden en önemli olanı insan güvenliği iken diğer önemli neden ise oluşabilecek hasarları minimum düzeyde tutabilmektir.
2.1. Asılı tesisatta sismik koruma ve titreşim yalıtımı uygulamaları
Binaya doğrudan bağlı tesisatlar, eğer hareketli parçaları olan ve bina içinde rahatsız edici gürültü ve titreşime sahip pompa, fan, kompresör vb., ekipmanlara bağlı ise, ekipman çıkışından 15m mesafe boyunca yapıya bağlı askı rotlarında titreşim askıları (çelik yaylı, kauçuk vs.) kullanılmalıdır.
Titreşim askılı bütün tesisatlar (Şekil 1), deprem karşı proje şartnamesinde belirtilen yönetmelik doğrultusunda uygun yöntemler ve bağımsız kuruluşlarca test edilmiş ve sertifikalandırılmış rijit olmayan (çelik halat gibi) ürünler ile salınımı engellenmelidir.
Şekil 1. Asılı tesisatlarda sismik koruma ve titreşim yalıtımı uygulaması
2.2. Asılı ekipmanda sismik koruma ve titreşim yalıtımı
Mekanik odalarda veya kullanılan mahallerin asma tavanlarında vb. şekilde konumlandırılmış, binaya doğrudan bağlı, çalışırken hareketli parçaları olan ve bina içinde rahatsız edici gürültü ve titreşime sebep olabilen asılı ekipmanlarda (fanlar, pompalar vs.), tipi ve çökme miktarı ekipmanın zorlamalı frekansına bağlı olarak belirlenecek titreşim askıları (çelik yaylı, kauçuk vs.) ile Şekil 2’de gösterildiği üzere titreşim yalıtımı yapılmalıdır.
Titreşim askılı bütün ekipmanlar, deprem sırasında oluşabilecek hareketi önlemek amacıyla bağımsız kuruluşlarca test edilmiş ve sertifikalandırılmış rijit olmayan (çelik halat gibi) ürünler ile salınımı engellenmelidir.
Şekil 2. Asılı ekipmanda sismik koruma ve titreşim yalıtımı uygulaması
2.3. Yere bağlı ekipmanda sismik koruma önlemleri ve titreşim yalıtımı
Mekanik odalarda veya teraslarda bulunan soğutma grubu, pompa, kompresör vb. titreşim yapan ekipmanlarda, tipi ve çökme miktarı ekipmanın zorlamalı frekansına bağlı olarak belirlenecek izolatörler (çelik yaylı, kauçuk vs.) ile Şekil 3’te gösterildiği üzere titreşim yalıtımı yapılmalıdır. Kritik uygulamalarda pompalar ve kompresörler, kendi ağırlıklarının 1-2 misli ağırlıkta atalet kütleli betonarme şasiler üzerinde monte edilmelidirler.
Sismik sınırlamadan muaf olmayan ve döşemeye oturan tüm ekipmanlar, özellikle titreşim izolatörleri ile montajı yapılmış cihazlara etkiyen deprem yükleri hesaplanarak uygun sınırlandırıcı ürün seçimi yapılmalıdır.
Şekil 3. Yere bağlı ekipmanda sismik koruma ve titreşim yalıtımı uygulaması
3. MİMARİ BİRLEŞENLERDE UYGULAMALAR
Mekanik odalar için akustik yalıtım ekipman tipi, ekipman ağırlığı, gürültü seviyesi ve komşu mahal kullanım amacına göre tasarlanmalıdır. Gereğinden fazla yalıtım maliyet yükünü arttıracaktır. Yasal ve tüm dünyada kabul görmüş performans ve yaşam kalitesi standartlarını sağlayamayan yalıtım ise daha büyük ve telafisi zor sorunlara sebep olacaktır.
3.1. Yüzer döşemelerde sismik koruma, titreşim ve ses yalıtımı
Tasarım aşaması döşeme ve tavan yapısının fiziksel özelliklerini belirlemek için en doğru zamandır. Soğutma grubu, jeneratör gibi yüksek gürültü seviyelerinde çalışan ekipmana komşu mahale hava doğuşlu sesin iletiminin engellenmesi için bir yüzer döşeme sisteminin tasarlanması önerilir.
Şekil 4. Mekanik alanlarda ASHRAE’ye uygun yüzer döşeme detayı.
Eğer döşeme tasarımında belirlenen öncelikli hedef ekipmanların çalışmalarından kaynaklanan darbe sesi yalıtımının sağlanması ise ekipman altında yay veya kauçuk titreşim izolatörlerinin kullanımı uygun olacaktır. Yüzer döşeme uygulamaları ise ekipman titreşim yalıtımı amacıyla değil, öncelikle hava doğuşlu ses yalıtımı amacıyla yapılır. Bir mekanik odanın döşemesinde ses yalıtım performansı yüzer döşemenin ve ağır ekipmanların sabit kaidelerinin ses iletim kayıplarından hesaplanan kompozit bir spektral ses yalıtım performansı ile belirlenebilir.
Bir ekipmanı doğrudan yüzer döşeme üzerine sabitlemek dolaylı ses ve titreşim iletimi yollarını azaltacaktır fakat yüzer döşeme sistemi ve ekipman altında kullanılan titreşim izolatörleri çift serbestlik derecesine sahip dinamik bir sistem oluşturacaklardır. Uygunsuz yalıtım malzemesi ve titreşim izolatörü çifti seçimi iletilen titreşimin azaltılması yerine artmasına sebep olabilir. Ayrıca yüzer döşeme sisteminin taşıyabileceği ağırlık yüzer donatılı beton kütlenin taşıma kapasitesi ile de sınırlıdır. Bu sebeple ağır ekipmanın sabit kaide üzerinde taşıtılması tercih edilmelidir (Şekil 4). Yükseltilmiş bir döşeme üzerine bir ekipmanın sabitlenmesi gerektiği durumda ise sistemin ağırlığı (WP), döşeme sisteminin ağırlığını, döşemeye sabitlenmiş olan ekipmanın ağırlığının tamamını ve döşeme sistemi tarafından taşınan fakat döşemeye sabitlenmemiş olan ekipmanın ağırlığının %25'ini hesaba katarak belirlenmeli ve devrilme hesabı buna göre yapılmalıdır.
3.2. Bölme, giydirme ve ikincil duvarlarda sismik koruma, titreşim ve ses yalıtımı
Düşük frekanslarda yüksek ses enerjisine sahip gürültülerin, yığma duvar çözümleri ile giderilmeleri daha uygun olacaktır. Duvarların ses yalıtım performanslarının diğer yapı elemanlarıyla olan bağlantılarına ve üzerlerindeki açıklıklara bağlı olarak düşeceği de göz önünde bulundurulmalıdır. Bu sebeple önce mekanik oda içerisindeki toplam ses gücü seviyesi hesaplanmalı; analizi yapılan duvarın spektral ses iletim kaybı karakteri belirlenmeli; komşu mahaldeki yasal gürültü seviyesi sınırına göre tasarımda iyileştirmeler yapılmalıdır.
Şekil 5. Titreşim yalıtımlı duvar sabitleyici köşebentler
3.3. Asma tavanlarda sismik koruma, titreşim ve ses yalıtımı
Ses yalıtımlı asma tavanlar tipik olarak titreşim yalıtımlı askılarla tavan strüktürüne taşıyıcı konstrüksiyonla bağlı birkaç katman alçı panelden oluşur. Eğer komşu üst mahalde gürültü seviyelerine hassasiyet gösteriliyorsa mekanik ekipman ses yalıtımlı asma tavanın altında kalmalı ve sürekli bir bariyer oluşturması sağlanmalıdır. Eğer tavanda bulunan ekipmanın gürültüsüne karşı aynı mahal içerisinde gürültü seviyelerinin aşağıya çekilmesi amaçlanıyorsa mekanik ekipman asma tavanın üstünde kalmalıdır. Her halükarda sismik halatların, boruların, havalandırma kanallarının ve benzeri yapıların yalıtımlı tavan ile temas etmesi engellenmelidir.
Şekil 6. Asma tavan taşıyıcı konstrüksiyonu için sismik koruma uygulaması
Bundan dolayı yapılması gerekenler; öncelikle yasal gereksinimler ve performans beklentileri doğrultusunda konusunda uzman mühendislerce ekipmanların titreşim yalıtımı ve sismik koruma tasarımlarının yapılması, bu tasarımların ilgili tüm disiplinlerle (tesisat, ekipman, mimari bileşenlerin vs.) titiz bir şekilde koordine edilmesi; ekipmanın konumlandırıldığı mahallerin duvar, tavan ve döşemelerinin ve gürültüye maruz kalan komşu mahal cephelerinin akustik yalıtım performanslarının yasal ve uluslararası normlar doğrultusunda belirlenmesi, değerlendirilmesi ve gerekli tasarımların yapılması; bağımsız kuruluşlarca (üniversiteler, test ve sertifika kurumları vs.) özel laboratuvarlarda testleri yapılmış sertifikalı ilgili ürünlerin temininin sağlanması ve yine doğrudan uzman gözetimi altında saha uygulamalarının tamamlanmasıdır.
5 Şubat 2020 466 kez okundu
5 Şubat 2020 365 kez okundu
5 Şubat 2020 1.595 kez okundu
5 Şubat 2020 1.282 kez okundu
5 Şubat 2020 405 kez okundu
8 Temmuz 2019 3.971 kez okundu
10 Eylül 2018 5.900 kez okundu
27 Kasım 2019 1.443 kez okundu