Câmilerimizde Ki Akustik

Akustik; kapalı bir yerde seslerin dağılım biçimi, ses bilimi ve teknolojisi, sesin iletimini inceleyen bilim dalı…

Mimari akustik; insan faaliyetleri için tasarlanan ve inşa edilen yapay çevre (yapılar) ile insan kulağının algılayabildiği ve “ses” olarak tanımlanan titreşimlerin ilişkisini düzenleyen bilim dalıdır.

- Mimarlığın temel dalları içinde bulunan akustik tasarımı, esasen içinde ses iletişimini barındıran mekânlarda kullanılır ve ses dağılımının konforlu bir şekilde sağlanması amacını taşır.

- Gürültü ve hacim akustiği ses kalitesini belirler.

- Mimari akustik sağlanmadan önce, sesin ve ses hacminin kontrolü gereklidir.

- Mimari akustikte kullanılan malzemeler, gözenekli levhalar, akustik levhalar, titreşen levhalar ve rezonatörler olarak birbirinden farklı amaçlara hizmet ederler.

- Mimar Yıldız Sey'in araştırmasına göre levhaları şu şekilde sınıflandırmak mümkündür. Gözenekli levhalar, Akustik levhalar, Titreşen levhalar. Gözenekli levhalar, çeşitli liflerin bağlayıcı bir madde ile birleştirilmesiyle elde edilir. Akustik levhalar, akustik direnci yüksek sıkıştırılmış¸ lifli malzemelerin yüzeylerinde delik ve oluklar açılmasıyla elde edilir. Titreşen levhalar, duvar yüzeyinden belirli bir uzaklıkta, üzeri deliksiz levhadır. Bu levhalar, çarpan ses dalgaları ile titreşmeye başlar ve bu titreşim sırasında da ses enerjisinin büyük bir bölümünü yutar. Duvarla levha arasında yerleştirilen gözenekli tabaka, sesin en uygun frekansının yakalanmasında etkili bir unsurdur. Son dönemde dekoratif formlu levhalara ulaşmak da mümkündür.

- Elektronik olarak mekân akustik düzenleyicileri doğru kullanıldığında tatminkâr sonuçlar verebilmektedir. Her geçen gün gelişen DSP (Digital Signal Processing) teknolojisi sayesinde son derece hassaslaşan sayısal algoritmalar ve ucuzlayan yarı iletken maliyeti bundaki en önemli faktörlerdir. Özellikle yüksek kaliteli ve pahalı akustik işlemcileri ses kalitesinde hissedilir bir kayıba neden olmadan hitabet ve musiki icra edilen mekânlardaki akustik sorunları başarıyla çözebilmektedir.

- Yine de unutulmamalıdır ki doğru biçimde inşa edilmiş ve donatılmış mekânlarda ses kalitesi en gelişmiş elektronik akustik düzenleme sisteminin bile çok ötesinde olacaktır. Bir başka deyişle, elektronik akustik düzenleme cihazlarına ancak mekânı yapısal(mimari) olarak düzenleme imkânı olmadığında yönelinmelidir.

- Hitabet ve musiki gibi iki ana fonksiyon icra edilen mekânlarda akustik özelliklerin oluşturulmasında üç parametre önemlidir.

a) Dolaysız ve yansımış sesin birleşimi ile oluşan toplam ses düzeyi,
b) Bir hacimde ses kaynağının kapatıldıktan sonraki durumda, ses enerjisinin düşme süresi olarak adlandırılan çınlama/yankılanma süresi(reverberation time)
c) Hacmin yüzeylerinden oluşan yansımalar çok önemli rol oynar.

- Bir mekânda iyi bir akustik ortamın sağlanabilmesi pek çok kriterin bir arada değerlendirilmesi ve incelenmesine bağlı olmaktadır. Ses düzeyi, çınlama süresi ve yansımalar olarak üç başlık altında toplanan temel akustik parametre başlıklarının her biri kendi içinde pek çok değişik akustik parametreyi içermektedir.

- Geçmişte çınlama süresi bir hacmin akustik özelliklerini belirleme ve tasarlamada tek gösterge iken günümüzde durum farklılaşmaktadır. Günümüzde akustik parametreler oldukça çeşitlenmiştir ve önem derecesi birbirinden farklı pek çok parametre bir arada değerlendirilmektedir. Genel bir ifade olarak konuşma amaçlı mekânlar ve musiki amaçlı mekânlar ve benzeri hacimler için öngörülen parametreler birbirinden farklılık gösterdiği söylenebilir.

- Elektronik cihazlarla seslendirme yapılmayan doğal ses düzeyinin yeterli olabildiği orta büyüklükteki hacimlerde, hacim akustiği için gerekli olan şartlar, tasarım aşamasında alınabilecek fizikî ve geometrik tedbirlerle sağlanabilmektedir. Hacim akustiği bakımından müsait mekânların oluşturulabilmesinin tasarım aşamasında ele alınması zarureti elektronik cihazlarla seslendirme ile yapılan hacimler için geçerlidir.

- Cihazlarla seslendirme yapılan ve yapılmayan hacimler için alınması gereken tedbirler birbirinden belli farklılıklar gösterebilmektedir.

Camilerde akustiğin (ses iletiminin) sağlıklı yapılabilmesi için mimari tasarım ve elektronik cihaz alt yapısının yeterli doğrulukta oluşturulması elzemdir. İnsanların içinde yaşadıkları tüm mimari çözümlemelerde fonksiyon ve estetik ana saikleriyle teşekkül ettirilen tasarımın insanoğlunun beş duyusuna hitap eden ses, aydınlatma, koku, ısı ve benzeri etkenlerin en konforlu ve doğru biçimde algılanmasına imkân sağlayacak özellikleri de taşımalıdır. Bundan amaç, kaynaktan çıkan ses enerjisinin hacim içinde homojen dağılımının sağlanması ve rezonanslar oluşmasının önlenmesi veya oluşan rezonansların kontrol altına alınmasıdır.

- Tasarım etabında ele alınması gereken bu problemin çözümünde ilk şart, hacmin en, boy, yükseklik boyutlarının farklı olmasıdır.
- Bunun yanı sıra ses enerjisinin dağılımında hacim içindeki yüzeylerden sesin yansıması detaylı bir şekilde incelenmeli ve aşağıdaki şartların yerine getirilmesine dikkat edilmelidir.

a) Rezonans(titreşim) oluşmaması için karşılıklı, paralel ses yansıtıcı yüzeylerden kaçınmalıdır.
b) Büyük ve düz yansıtıcı yüzeyler oluşturulmamalı, bunlara çeşitli biçimlerle hareket verilmelidir.
c) Yansıtıcı yüzeyler, sesi dağıtarak yansıtacak biçimde tasarlanmalıdır.
d) Yansımalarda, odaklanmaya neden olan formlardan kaçınılmalıdır.

Ses enerjisinin kaynaktan çıktıktan sonra düşüşüne “çınlama” denilmektedir. Mimarî akustikte 60 db (desibel) azami eşik olarak alınmış olup, enerjinin 60 db azalması için geçen süre "çınlama zamanı" olarak tarif edilmektedir. Homojen ses dağılımı gerçekleştirilmiş bir hacimde anlaşılabilme olgusu doğrudan doğruya çınlama zamanına bağlıdır.

Camilerdeki duruma gelince, vaaz ve hutbe gibi konuşmaya dayalı eylemler göz önüne alındığında, konuşma oditoryumları için verilen değerlere uygun olmaktadır. Ancak, camilerdeki konuşma dînî bir eylem olduğundan, çınlama zamanını arttırarak dînî etkiyi vurgulamak yararlı olacaktır.

Bunun yanı sıra mevlid gibi müzik karakterinde olan fonksiyonlar dikkate alındığında, bu sürenin küçük camilerde 1,5 saniyeden başlayıp hacim büyüdükçe artması gerekmektedir. Uygun çınlama zamanı, hacimdeki ses enerjisi düşüşü kontrol altına alınarak gerçekleştirilir. Bu amaçla, hacim sınırlarındaki eleman yüzeyleri gerekli yutmayı verecek malzeme ile kaplanır ve hacimdeki bütün ekipmanların ve kullanıcıların vereceği ses yutma değerleri de hesaba katılır. Çınlama zamanının bütün frekanslarda aynı değerde olması istenirken, yapı malzemelerinin ses yutma değerleri frekansa bağlı olarak çok çeşitli değişkenlik gösterir. Bu nedenle malzeme seçimi bütün sonucu etkileyen ana faktör olarak karşımıza çıkmaktadır.

Camilerde ses iletiminin sağlıklı yapılabilmesi için iki temel meselenin çözümlenmesi gerekir;

- Mimari Akustik; “mimari akustiğin tasarım safhasında doğru ve uygun çözümlemelerle sağlanması gereklidir. Bu sağlanamamışsa caminin üç boyutlu iç mekân modellemesi yapılır ve mimari akustik açısından tetkik edilerek binanın akustik performansı tespit edilir.
- Elektronik Cihazlarla Yapılan Akustik”; Mimari akustikten elde edilen veriler ışığında akustik çözümü doğru bir şekilde sağlayacak “elektronik cihazlarla akustik” çözümlemesi yapılmalıdır. Bu da elektronik ses iletim cihazlarının konum, tip ve modellerinin doğru bir şekilde seçimini sağlayacak akustik hesaplarıyla yapılmaktadır.

a) Sonuç olarak ilk etapta mimari akustik modellemeleri yapılmalı ve müteakiben elektronik akustik cihazlarıyla sağlıklı ses iletimi(akustik) sağlanmalıdır.
b)Bazı camilerin küçük hacimli olup doğal ses iletiminin yeterli oluşuna rağmen ibadet esnasında bu eylemin mekanik cihazlarla sağlanmakta oluşu teknolojinin rasyonel olmayan kullanımına ilginç bir örnek olarak literatürdeki yerini almıştır.

Mimar Sinan camilerinde akustik

Bundan yaklaşık beş asır önce (XVI. yüzyılda) inşa edilen Mimar Sinan’ın camilerinde büyük bir başarıyla sağlanan akustik çözümlemelerin esrarı günümüzde bile halâ tam olarak çözülememiştir. Bu çerçevede çok sayıda çalışma yapılmıştır. Bunlardan birisi olan "Doç. Dr. Mutbul Kayılı, Mimar Sinan'ın Camilerindeki Akustik Verilerin Değerlendirilmesi,” adlı çalışmasında “Sinan'ın akustik bilimine tam anlamı ile hâkim olduğunu, konuyu tasarım etabında ele alarak çözüm getirdiğini ve tesadüflere yer bırakmadığını göstermiştir.

Şöyle ki;

- Hacim boyutları nedeni ile oluşan ve hacmin tabiî frekansları olarak belirtilen rezonansların belirli frekans bölgelerine yığılmasını önlemek amacı ile en, boy ve yüksekliğin eşit olmasından kaçınmıştır. Hatta kare planlı camilerde dahi, planlar incelendiğinde, en ve boy arasında farkın yanı sıra, taşıyıcı sistem (ayak, payanda) veya nişlerle düzgün karenin bozulduğu görülmektedir.

- Prizmatik, özellikle dikdörtgenler prizması formunda hacimlerde tabiî frekanslar en çok köşegenlerde görülür ve bu frekanslarda oluşan rezonanslar çoğunlukla problem olarak ortaya çıkarlar. Sinan'da ise, Selimiye'de de olduğu üzere bu köşelerde, kubbe ve benzeri örtülere geçiş elemanı olarak yerleştirdiği mukarnaslardan sesi dağıtarak yansıtıcı eleman olarak yararlandığını ve rezonans oluşmasını önlediğini görüyoruz. Ancak Rüstem Paşa Camiî'nde görüldüğü üzere, geçiş elemanı olarak düz pandantif kullandığı camilerde bu noktaların tekrar incelenmesi gerekmektedir. Çünkü bu camilerde de rezonans oluşmaması özellikle dikkati çekmiştir.

- Kubbe, içbükey form oluşu nedeni ile odaklanmaya neden olur ve akustikte istenmeyen formdur. Ancak büyük açıklıkları kapatmak için çağının zorunlu teknolojisi olan bu yapı elemanı kullanırken, Sinan'ın çözümü de getirdiğini görüyoruz. Burada hemen belirtmek gerekir ki bu çözüm farklı durumlarda farklı olabilmektedir. Buna örnek olarak Cenabî Ahmed Paşa ve Üsküdar Mihrimah Sultan Camileri'nde olduğu üzere kubbeden yansıyan ses enerjisini, duvarlarda kullandığı özel sıva (kıtıklı Horasan harcı) ile yutulmasını sağlayarak kontrol edebildiği gibi İstanbul Rüstem Paşa ve Kadırga Sokollu Mehmed Paşa Camileri’nde olduğu üzere gözenekli, yumuşak ve yine kıtıklı horasan harcı bir sıva ile kubbede yutulmasını sağlayabilmesini gösterebiliriz. Bu, bize Sinan'ın form-malzeme-teknoloji (akustik, strüktür) üçgenine olan hâkimiyeti hakkında yeterli bilgi vermektedir.

- Osmanlı Camilerinde akustiğin sağlanması için içleri boş turşu küpleri ağızları dışarıya gelecek şekilde kubbenin eteklerine dizilirdi.

- Büyük hacimlerde, özellikle alçak frekanslarda, hacim boyutları nedeni ile rezonanslar oluşması kaçınılmaz bir sonuçtur. Bunu önlemek için su küpü formunda elemanlardan boşluklu rezonatör olarak yararlanıldığı görülmektedir. Çok gelişmiş bir akustik sistem olan boşluklu rezonatörlerin ilk defa 1862 yılında Alman bilimadamı Helmholtz tarafından ele alındığı literatürde belirtilmektedir. İngiliz Fizikçi Rayleigh "Theory of Acoustics" adlı eserinde bu çalışmaya izafeten boşluklu rezonatörlere Helmholtz rezonatörü adını vermiştir.

- Boşluklu rezonatörlerin fiziksel tanımlanması tam olarak ancak 1953 yılında İngard tarafından yapılabilmiştir''. Bu tip rezonatörlerin, Selçuklu'lardan itibaren Türkler tarafından, “küp”lerden yararlanılarak yaygın olarak kullanıldığını görmekteyiz. Özellikle kubbede (Süleymaniye Camiî) kullanılan bu elemanlardan Sokullu Mehmed Paşa Camiî kubbesinde tesbit edilen 36 adedin dışında çeyrek kubbelerin her birinde ağızları 1,5 cm çapında olmak üzere 42-45 adet, Şehzade Camiî’nde ise kubbede bulunanların yanı sıra duvarlarda 35 adet tespit edilmiştir. Süleymaniye Camiî'nde ise yine kubbede, bir daire üzerinde 64 adet rezonatör ağzı görülmüştür. Ancak, yapılan incelemede, özellikle ileride çınlama zamanı ölçüleri sonuçlarında göreceğimiz üzere, bu camide yine kubbede olmak üzere çok sayıda rezonatör bulunması gerekmektedir. 19. yüzyılda İtalyan mimar Fossati tarafından yapılan onarımlarda bu küplerden çoğunun alçı ile kapatıldığı söylenmektedir. Çınlama zamanı ölçülerinde alçak frekanslarda görülen aşırı artışlar, bu söylentilerde gerçek payının yüksek olduğunu ortaya koymakta ve rezonatörlerin kapatılması sonucu çözümsüz hale gelen rezonanslar kulakla dahi fark edilmektedir. Bunun yanı sıra, yine aynı camide, ağzı deve derisi ile kaplı küpler bulunduğu söylenmektedir…

- Aynı durum Selimiye Camiî için de geçerlidir. Önceki dönemde yapılan çalışmalarda, bu camide herhangi bir rezonatör tespit edilememişken, son restorasyon çalışmalarında görev alan Vakıflar Genel Müdürlüğü elamanlarınca Selimiye'nin kubbesinde çok sayıda rezonatör olduğu, fakat bunların ağzının ince bir sıva ile kapalı olduğu belirtilmiştir. Bunun sonucunun çınlama zamanı ölçülerinde, özellikle alçak frekanslara doğrudan doğruya yansıdığı gözlenmiştir.

- Bu sonuçlar üzerine, Sinan sonrası olmasına rağmen, restorasyon çalışmalarında kubbeye ulaşılan Sultan Ahmet Camiî’nde incelemeler yapılmış ve yetkililerin yaptırmış olduğu araştırmalar neticesinde kubbede çok sayda rezonatör ortaya çıkarılmıştır.

Bunlar;
- Halen iç içe üç daire üzerinde şu durum tesbit edilmiştir;

- En içte yeni ortaya çıkarılan daire üzerinde 7 adet rezonatör olup bu dairede iki rezonatör daha aranmaktadır,

- Bu halka üzerindeki rezonatör sayısı 28'e tamamlanmıştır,

- En dışta bulunan bu halka üzerinde rezonatör sayısı 40'a tamamlanmıştır,

- Sinan'ın homojen ses dağılımında olduğu üzere, hacim içindeki elemanlardan ses enerjisi düşüşünü kontrol etmek için de yararlandığını görüyoruz. Mahfil, minber gibi elemanların korkulukları çoğunlukla şebekelidir. Delik niteliğinde olan bu şebeke, elemanın delikli (perfore) plak olarak çalışmasını sağlamakta ve ses enerjisi düşüşüne yardımcı olmaktadır.

- Döşemeye serilen, çoğunlukla birkaç kat olabilen halı ise orta ve yüksek frekanslarda iyi bir ses yutucu görevi yapmaktadır.

- Kullanıcı faktörü göz önüne alındığında, metre kareye iki kişinin düştüğünü ve camiin dolu olduğunu kabul ettiğimizde şu durum ortaya çıkan kullanıcı orta ve yüksek frekanslarda iyi ses yutma değeri vermektedir. Bu değer yüksek frekanslarda kalın bir halının verdiği değere yaklaşıktır. Ses yutma katsayısı olarak tanımlanan bu değer alçak frekanslara doğru düşmektedir. Bu düşüş halının ses yutma katsayısından daha fazla olduğundan, frekans düştükçe aradaki fark büyümektedir. Bunun sonucu olarak, Süleymaniye ve Selimiye dışında, ölçü yapılan camilerin çınlama zamanı cami dolu iken bütün frekanslarda yaklaşık değerde olmaktadır.”