The Effect of Joinery Material and Window Opening Style on the Acoustic Performance of Plain Glazing

Abstract

Numerous studies on the effects of the noise problem on human health, which was accepted as environmental pollution with the "Green Paper" declaration published by the European Commission in 1996, and the directives of international organizations encourage governments to take measures in this regard. Therefore, regulations against noise pollution, including limitations are being published. According to these regulations, measures must be taken at the envelope of the building to ensure noise control within buildings. Since the opaque element is the weak part of the envelope, its technical properties are important in terms of acoustic performance. In the acoustic analysing tools, frameless "simple glass sections" are modelled, using single-glazing, and multiple-glazing. As a result, the parts of the window system such as joinery material, opening style, insulation of overlaps or sealing, and the use of secondary glazing are neglected. In the literature, there are measurements including window systems. However, there is no comparison study about these measurements and “simple glass sections” modelled in the calculation tools. Thus, evaluating the effect of neglected technical properties on acoustic performance is needed. In this study, the effect of joinery material, opening style, insulation and secondary glazing on the acoustic performance is examined in the first step. Then the results obtained in INSUL Acoustic Calculator V8 software using “simple glass sections” are compared with measured values obtained in the literature. It is observed that the effect of joinery material, opening style, secondary glazing and simple sealing on the acoustic performance vary within the range of ±3 dB, whilst a 7 dB difference occurred in advanced insulation.

Keywords

• Sound Transmission Loss of Glass
• Joinery Material
• Opening Style
• Secondary Glazing
• Sound Insulation

Doğrama Özellikleri ve Açılış Biçimlerinin Yalın Camın Akustik Performansına Etkisi

Abstract

Avrupa Birliği Komisyonu tarafından 1996 yılında yayınlanan “Green Paper” deklarasyonu ile çevresel kirlilik olarak kabul edilen gürültü sorununun, insan sağlığı üzerindeki etkilerini konu alan çok sayıda çalışma ve uluslararası kuruluşların yönergeleri, hükümetleri bu konuda önlem almaya teşvik etmektedir. Bu sebeple, çevresel gürültünün denetlenmesine yönelik sınır değerlerin belirlendiği yönetmelikler yayınlanmaktadır. İlgili yönetmelik hükümlerine göre binalarda gürültü denetimi sağlamak için yapı kabuğunda önlemler alınması gerekmektedir. Saydam ve opak bileşenlerden oluşan yapı kabuğunun akustik performansında, zayıf bileşen olan camın teknik özellikleri önem arz etmektedir. Camın akustik performansını belirlemek için kullanılan hesaplama araçlarında; tek cam ve çoklu cam kesitleri çerçevesiz “yalın cam” olarak modellenebilmektedir. Bu durumda, pencere sisteminin parçası olan; doğrama gereci, açılış biçimi, binilerin ya da ara boşluğun yalıtım durumu ve çift doğrama kullanımı ihmal edilmektedir. Literatürde pencere sistemleri ile yapılmış ölçmeler yer almaktadır. Fakat hesaplama araçlarında modellenen yalın cam kesitleri ile pencere sistemi özelliklerinin karşılaştırıldığı, böylelikle ihmal edilen teknik özelliklerin akustik performansa etkisinin değerlendirildiği bir çalışmaya rastlanılmamıştır. Bu çalışmada, literatürdeki ölçme sonuçlarından yararlanılarak; doğrama gereci, açılış biçimi, yalıtım durumu ve çift doğrama kullanımının öncelikle camın akustik performansına etkisi irdelenmiş, ikinci adımda INSUL Acoustic Calculator V8 yazılımında “yalın cam” kullanılarak elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Yapılan karşılaştırmalar; doğrama gereci, açılış biçimi, çift pencere kullanımı ve basit sızdırmazlık önlemlerinin camın akustik performansına etkisinin ve yalın cam hesaplamaları arasındaki değişimin ±3 dB aralığında kaldığını, ileri düzey yalıtımlarda ise 7 dB fark meydana geldiğini göstermiştir.

Keywords

• Camın Ses Geçiş Kaybı
• Doğrama Gereci
• Açılış Biçimi
• İkincil Pencere
• Ses Yalıtımı

References

1. Aksoylu, C., Mendi, Ş. E., & Arda, S. (2016). Ses yalıtımında ses azaltım indisi modellerinin karşılaştırmalı olarak incelenmesi. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31(4), 961-970. https://doi.org/https://doi.org/10.17341/gazimmfd.278451
2. Avrupa Birliği Komisyonu. (1996). Green Paper. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:51996DC0570&rid=2
3. Avrupa Parlementosu ve Avrupa Birliği Konseyi. (2002). Directive 2002/49/Ec Of The European Parliament And Of The Council. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:32002L0049&from=EN
4. Baranok Ak, B. K., & Yüğrük Akdağ, N. (2017, Nisan 19-22). Öğrenci Yurtların Gürültü Sorunu-Bir Örnek Kapsamında Soruna Yönelik Çözüm Önerileri [Sözlü sunum]. 13. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, İzmir, Türkiye. http://mmoteskon.org/wp-content/uploads/2017/05/2017-138.pdf
5. Bradley, J., & Birta, J. (2000). Laboratory measurements of the sound insulation of building facade elements. Kanada Ulusal Araştırma Konseyi, https://nrc-publications.canada.ca/eng/view/ft/?id=b516cfdd-0170-4427-9532-77daf90974d5
6. Chiltern Dynamics Lab. (2021). Accoustic Performance Results. Clearview Secondary Glazing. https://clearviewsg.co.uk/wp-content/uploads/2017/10/Acoustic-Performance-Data-Sheet.pdf Damaske, P. (2008). Acoustics and hearing. Springer
7. Dedeler, H. (2008). Bir işletmede işyeri fiziksel risk etmenlerinin çalışanların sağlığına olan etkisinin saptanması ve değerlendirilmesi. (Tez No. 203454) [Yüksek Lisans Tezi, Trakya Üniversitesi]. Edirne.
8. Demirel, F., & Özçetin, Z. (2014). Ankara Musiki Muallim Mektebi Mamak Belediyesi Konservatuvar Binası ve gürültü kontrol analizi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 29(4), 835-845. https://doi.org/https://doi.org/10.17341/gummfd.34000

9. Di Bella, A., Granzotto, N., Elarga, H., Semprini, G., Barbaresi, L., & Marinosci, C. (2015). Balancing of thermal and acoustic insulation performances in building envelope design Inter-noise and Noise-con Congress and Conference Proceedings, San Francısco, California, USA.
10. Dünya Sağlık Örgütü. (2011). Çevresel gürültüden kaynaklanan hastalık yükü: Avrupa'da kaybedilen sağlıklı yaşam yıllarının sayısallaştırılması. JRC European Commission. https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/326424/9789289002295-eng.pdf?sequence=1&isAllowed=y
11. European Environment Agency. (2014). Noise in Europe (No 10/2014). EEA. https://www.eea.europa.eu/publications/noise-in-europe-2014 Everest, F. A., & Pohlmann, K. C. (2022). Master handbook of acoustics. McGraw-Hill Education.
12. Ferrara, M., Vallee, J. C., Shtrepi, L., Astolfi, A., & Fabrizio, E. (2021). A thermal and acoustic co-simulation method for the multi-domain optimization of nearly zero energy buildings. Journal of Building Engineering, 40, 102699. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.102699
13. Goelzer, B., Hansen, C. H., & Sehrndt, G. (2001). Occupational exposure to noise: evaluation, prevention and control. World Health Organisation. http://www.who.int/occupational_health/publications/occupnoise/en/
14. Hassan, O. A. (2009). Building acoustics and vibration: theory and practice. World Scientific Publishing Company.
15. Hintzsche, M., Cüppers, M. J., Rainer Kühne, M., Marohn, H.-D., & Schade, L. (2008). Çevresel gürültü değerlendirmesi ve yönetimi ile ilgili AB direktiflerinin uyumlaştırılması ve uygulamamaları Avrupa Birliği Eşleştirme Projesi TR/2004/IB/EN/02. TC Çevre ve Orman Bakanlığı.
16. Kurra, S. (2012). Comparison of the models predicting sound insulation values of multilayered building elements. Applied Acoustics, 73(6-7), 575-589. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2011.11.008
17. Lin, J. Y., Yang, C. T., & Tsay, Y. S. (2021). A Study on the Sound Insulation Performance of Cross-laminated Timber. Materials, 14(15), 4144. https://doi.org/https://doi.org/10.3390/ma14154144
18. Mir, M., Nasirzadeh, F., Bereznicki, H., Enticott, P., Lee, S., & Mills, A. (2023). Construction noise effects on human health: Evidence from physiological measures. Sustainable Cities Society, 91, 104470.
19. Murphy, E., & King, E. A. (2022). Environmental noise pollution: Noise mapping, public health, and policy. Elsevier.
20. Münzel, T., Sørensen, M., & Daiber, A. (2021). Transportation noise pollution and cardiovascular disease. Nature Reviews Cardiology, 18(9), 619-636.
21. Özdem Gürtürk, S., & Yüğrük Akdağ, N. (2020). Açık planlı bürolarda, işitsel konforun tasarım parametresi olarak alınmasına yönelik bir yaklaşım örneği. Megaron, 15(2), 298-307. https://doi.org/10.14744/MEGARON.2020.44452
22. Rossing, T. D., & Rossing, T. D. (2014). Springer handbook of acoustics. Springer.
23. Strattonglass. (2023). Secondary double glazing. https://www.strattonglasswindows.co.uk/brochure-download?thankyouid=1771&thankyousalt=vx2napeh81rva8ai
24. Şentop, A. (2013). Binaların Gürültü Kontrolü Etkin Tasarımı İçin Yapı Elemanı Seçim Aracı. (Tez No. 335927) [Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi]. İstanbul.
25. Taylor Woodrow Tech. Lab. (2021). Rw dB valves for Selectaglaze Ltd Secondary Glazing Systems. Selecteglaze. https://www.selectaglaze.co.uk/technical-support/technical-downloads
26. TC Çevre ve Şehircilik Bakanlığı. (2017). Binaların gürültüye karşı korunması hakkında yönetmelik. Resmigazete. https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2017/05/20170531-7.htm
27. Toprak, R., & Aktürk, N. (2004). Gürültünün insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkileri. Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi, 61(1), 49-58.
28. Urbán, D., Roozen, N. B., Zaťko, P., Rychtarikova, M., Tomašovič, P., & Glorieux, C. (2016). Assessment of sound insulation of naturally ventilated double skin facades. Building Environment, 110, 148-160. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2016.10.004
29. Yılmaz, S., & Dinçer, M. A. (2015, Ekim 19-20). Farklı gürültü bölgelerinde tuğla çekirdekli kompozit cephelerin uygulanabilirliği. 11. Ulusal Akustik Kongresi ve Sergisi, İstanbul