Preparation Of Airport Noise Maps: Case Study For Istanbul Sabiha Gokcen International Airport

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2014Gelişen teknolojinin beraberinde getirdiği sorunlardan bir tanesi de gürültü problemidir. Çeşitli kaynakların ürettiği gürültü ile birlikte ortaya çıkan ve insan sağlığını tehdit eden bu sorun gelişmiş ve gelişmekte olan ülkeleri gürültü konusunda tedbir almaya yöneltmektedir. Bu noktada çevre gürültüsünün oluşmasında en büyük kaynaklardan bir tanesi de şüphesiz ki havalimanlarıdır. Teknolojideki yenilikler ve gelişmeler ile birlikte havalimanı ve uçak sayılarında artış olmasının yanısıra nüfus artışları da yerleşmelerin havalimanları çevrelerine doğru kaymasına neden olmaktadır. Böylelikle bu gürültü kaynağının gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerdeki önemi de oldukça artmıştır. Farklı uçak tipleri ve havalimanlarının şehir içerisindeki konumu beraberinde değişik oranlarda gürültü oluşumlarını getirmektedir. Gürültü haritalama, belirli bir bölgede yaşayan nüfusun gürültüden kaynaklanan rahatsızlığının belirlenmesi ve nüfusun gürültüye maruz kaldığı çevresel gürültünün değerlendirilmesidir. Bunun için çeşitli gürültü kaynaklarının (trafik, uçak, raylı sistem, sanayi vb.) ürettiği gürültüyü gösteren gürültü haritaları hazırlanır. Hazırlanan gürültü haritaları ile bölgenin yıllık gürültü değerleri, nüfusun ne kadarının kaç dBA'lık gürültüye maruz kaldığı gibi veriler elde edilir. Böylelikle bölgede gürültü kontrolü yapılabilir, stratejik planlamada yol göstericidir ve yıllar içerisinde bölgedeki gürültü değişim oranının takip edilmesini sağlar. Çalışma kapsamında, öncelikli olarak havalimanlarındaki gürültü haritalama çalışmalarıyla ilgili literatür taraması yapılmış, bir gürültü kaynağı olarak uçak ele alınmış ve uçağın kalkış anında ürettiği gürültü türleri anlatılmış, insanlar üzerindeki olumsuz etkilerine değinilmiştir. Havalimanlarında gürültü kontrolü yapılırken meydana gelen gürültü türleri farklı açılardan incelenmiştir. Bu bağlamda, gövde gürültüsü, pervane gürültüsü, jet motoru gürültüsü gibi kaynağın ürettiği gürültü türleri ile helikopter gürültüsü, jet uçak gürültüsü, pervaneli uçak gürültüsü gibi uçak tipleri ele alınmıştır. Bir gürültü kaynağı olan uçağın frekans spektrumu, yöneltim özellikleri, zamana göre değişimi ve akustik gücüne değinilmiştir. Havalimanı gürültüsünde önemli bir yere sahip olan çevrenin fiziksel özellikleri de uzaklık etkisi, havanın yutuculuk etkisi, rüzgar ve sıcaklık değişimlerinin etkisi, zemin etkisi ve engel etkisi başlıkları altında ele alınmıştır. Diğer bir yandan, işitme konforunun uçak gürültüsü tarafından etkilenmesine ve yerleşme bölgesi için gürültü göstergelerine de bu bölümde değinilmiştir. Bir sonraki bölümde, Türkiye'de Çevre ve Orman Bakanlığı'nın havalimanı gürültüsü ile ilgili hazırladığı yönetmeliğe değinilmiştir. Çevre ve Orman Bakanlığı tarafından hazırlanan 'Çevresel Gürültünün Değerlendirilmesi ve Yönetimi Yönetmeliği'ne göre, ana havaalanları ve yakınındaki yerler ile iki yüz elli binden fazla yerleşik nüfusu olan yerleşim alanları için gerektiği takdirde en geç 18/7/2014 tarihine kadar gürültü seviyesinin azaltılması da dahil olmak üzere gürültü ile ilgili hususlar ve gürültünün etkileri ile baş etmeye yönelik eylem planlarının hazırlanmış olması gerekmektedir. Yönetmelikte önerilen ve pek çok Avrupa ülkesi ile Türkiye'de de kabul edilen ECAC.CEAC Doc 29'da anlatılan havalimanlarında gürültü haritalama yönteminden de bu bölümde bahsedilmiştir. Bu yöntemde anlatılan segmentleme (bölümleme) tekniğidir. Kalkış halindeki uçağın, zeminde çalışmaya başlamasından yeterliliği yüksekliğe ulaşana kadar izlediği yol bölümlere ayrılır ve her bir bölüm için kendi içerisinde gürültü hesapları yapılır. Daha sonra yöntem içerisinde bahsedilen birleştirme formülü ile elde edilen sonuçlar toplanarak toplam üretilen gürültüye ulaşılır. Çalışma kapsamında kullanılan SoundPlan simülasyon programı da aynı yöntemi altlık olarak kabul etmektedir. Bu çalışma için seçilen Sabiha Gökçen Uluslararası Havalimanı, Türkiye'nin ana havalimanlarından biri olduğu ve hali hazırda çevresinde bulunan yerleşimlerin dışında, henüz gelişmekte olan ve gelecekte oldukça fazla konut ve nüfus artışına ev sahipliği yapacak bir alan olması sebebiyle gürültü haritalandırma çalışmalarının mutlaka yapılması gerekmektedir. Haritalandırılacak alanın belirlenmesi için binasız arazide denemeler yapılmış ve 55 dBA ve üzerinde gürültüye maruz kalan alanın sınırlarının Pendik ve Tuzla ilçeleri içerisinde olduğu tespit edilmiştir. Bölge, yoğun yerleşim alanlarını barındırmasının yanında aynı zamanda ticari yapıları da içermektedir. Havalimanı'nın kuzeyinde çoğunluk olarak ticari yapılar ile fabrikalar bulunurken, doğuda ticari yapı ve fabrikalara ek olarak konut bölgeleri de bulunmaktadır. Bunun yanında batı ve güneyde ise çoğunlukla boş araziler olduğu göze çarparken yer yer küçük konut bölgeleri ve özellikle batıda bazı fabrika alanlarına da rastlanmaktadır. Ayrıca haritalandırılacak bölgenin içinde, gürültüye hassas kullanımı olan okul, hastane gibi yapılara da rastlanmaktadır. Bölgede nüfusun ve yerleşimin gün geçtikçe artması, havalimanı gürültüsünün de önemini arttırmaktadır. Gürültü haritalama çalışması, yeni yapılaşmada planlama ile birlikte hali hazırda bulunan yapılarda gürültü önlemlerinin alınması için de yardımcı olacaktır. Çalışmanın amacı, gelecekte İstanbul'un önemli merkezlerinden biri haline gelmesi tahmin edilen Sabiha Gökçen Uluslararası Havalimanı çevresinde gürültü haritalandırma yaparak bu alandaki akademik tecrübenin arttırılmasıdır. Çalışma kapsamında, havalimanı, Pendik ve Tuzla ilçeleri için SoundPlan simülasyon programı kullanılarak gürültü haritalandırma çalışması gerçekleştirilmiştir. Pendik ve Tuzla ilçeleri 1/1000 ölçekli ilçe haritaları İstanbul Büyükşehir Belediyesi'nden dijital olarak temin edilmiş ve Autocad programı kullanılarak üzerilerinde gerekli düzenlemeler yapılmıştır. Çevre ve Orman Bakanlığı (2010)'nın hazırladığı Çevresel Gürültünün Değerlendirilmesi ve Yönetimi Yönetmeliği kılavuz alınarak, SoundPlan 6.5 gürültü haritalama yazılımı kullanılmıştır. Programda öncelikli olarak ECAC.CEAC Doc 29 yönetmeliği seçilmiş ve L değerlendirme yöntemine göre çalışma başlatılmıştır. Autocad programı kullanılarak düzenlenen arazi yükseklikleri, kullanım amaçlarına göre bina tipleri ve bina yükseklikleri DXF dosyası olarak SoundPlan programına aktarılmıştır. Daha sonra aktarılan arazi yükseklikleri kullanılarak sayısal zemin modeli (SZM) oluşturulmuş, Autocad programından aktarılan bina tipleri özelliklerine göre sınıflandırılmış ve kat yükseklikleri girilerek bina yükseklikleri hesaplanmıştır. Sonuçta 3 boyutlu sayısal bir model elde edilmiştir. Oluşturulan modelde binalara nüfus verileri atanmış, gürültüye maruz kalan nüfus sayısı ve maruz kaldıkları gürültü seviyeleri belirlenmiştir. Zeminden 4m yükseklikte Lden cinsinden kalkış yapan uçaklar için hesaplanan gürültü değerleri 55-59, 60-64, 65-69, 70-74, 75-79 ve >80 dB olarak elde edilmiş ve 50m aralıklı ızgaralı gürültü haritaları oluşturulmuştur. Havalimanı çevresindeki ideal bina yüksekliklerini tespit etmek için gerekli cephe çalışmaları da yapılmış ancak istenen sonuçlara ulaşılamamıştır. Gelecek dönemlerde bu konu ile ilgili daha detaylı çalışmalar gerçekleştirilecektir. Sonuç olarak elde edilen haritalarda konut, okul, hastane ve yardımcı yapılar gösterilmiştir. Haritalarda, havalimanının güneyinde bulunan ve D-100 ve sahil yolunun çevresindeki Pendik ilçe sınırlarına dahil olan yapılarda yoğunluklu olarak 65 dBA üzerinde gürültüye maruz kalındığı ortaya çıkmıştır. Özellikle havalimanının komşusu olan Tandoğan Caddesi ile Kaynarca Caddesi'nin kesişiminde bulunan Camçeşme ve Fevzi Çakmak Mahallelerinde konumlanmış konut yapılarının acil olarak kaldırılması ya da çok ciddi gürültü yalıtımı uygulanması gerekmektedir. Zira, burada bulunan konut yapıları 75-85 dBA arası gece uçak gürültüsüne maruz kalmaktadırlar ve bu değerler insan sağlığı için gerekli olan ideal gürültü sınır değerlerinin çok ötesindedir. Tuzla ilçe sınırı içerisinde kalan ve Sabancı Üniversitesi kampüsünü de içine alan Orhanlı Mahallesi ile Aydınlı, Mimar Sinan, Piyale Okulu, Şifa Mahallelerinde bulunan yapıların büyük ölçüde 50 dBA ve altındaki gürültü bölgelerinde konumlandıkları gözlenmekle birlikte çok az bir kısmının 50-60 dBA arasındaki uçak gürültüsüne maruz kaldığı elde edilen haritalara bakılarak söylenebilir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda, bölgedeki havalimanı gürültüsünü çözmeye yönelik iyileştirmeler ve yenilikler yapılmasının şart olduğu gözükmektedir.One of the problems that the developing technology brings is the noise problem. This problem comes up with different sources producing noise and threatens human health directs developed and developing countries taking precautions. At this point airports are for sure one of the biggest environment noise producing sources. As well as the number of airports and airplanes increase with technological innovations and developments, this causes an increase in population to move near airports. Thus, the importance of this noise source raised in developed and developing countries. Different amount of noise formation is brought with several airplanes and the location of airports in the cities. Noise mapping is the identification of disturbance caused by noise affecting residents in a certain area and the assessment of the ambiance noise that the population is exposed to. For this reason noise maps showing the produced noise from various sources (traffic, airplanes, rail system, industry, etc. ) are prepared. With the prepared noise maps, data like the annual noise values of the region and the amount of residents exposed to a certain dBA of noise are acquired. Thus, noise control can be made in the region, beacon in strategic planning and a change in noise levels in years can be followed. Under this study; initially, literature review about noise mapping works at airports was made, airplanes were discussed as a noise source and the types of noise an airplane generates at departure were explicated and adverse effects of humans are discussed. While noise control at airports occuring types of noise were examined from different perspectives. In this context, produced noise by source such as body noise, propeller noise and jet engine noise and aicraft types like helicopter noise, jet aircraft noise and propeller aircraft noise are discussed. An aircraft as a noise source is analysed in the way of directivity pattern, frequency spectrum, time change and acoustical power. Important effects of physical properties of the environment for the airport noise are discussed unther the headings of the effects of air impact absorption characteristics, wind and temperature variations, ground, distance and barriers. On the other hand, the comfort of hearing and settlement of the area affected by aircraft noise for the noise indicators were also discussed in this section. In the next section, the regulations about airport noise set by The Ministry of Environment and Forestry in Turkey were mentioned. According to ‘Environment Noise Evaluation and Management Regulations’ set by The Ministry of Environment and Forestry; the course of actions aimed at handling the related issues with noise, including aspects about reducing noise level, and the effects of noise around the main airports, their surrounding regions and settlements with more than two hundred and fifty thousand situated population has to be prepared on 18/7/2014 at the latest if necessary. Airports noise mapping methods in ECAC.CEAC Doc 29 which is adopted in most of the European Countries and Turkey, are discussed also in this section. This method is desribed in the segmentation technique. During the take off, as from the aircraft on the ground until it reaches a height of adequacy trajectory is divided into sections and for each section within its own noise calculations are made. Then, the procedure obtained by formula wherein said merge results to get the total generated noise is achieved. Scope of study SoundPlan simulation program accepts the same method as a base. Due to not only being one of main airports of Turkey and already being surrounded by a residential area, but also being a developing area which is expected to receive a high raise of residence and population; the noise mapping studies of Sabiha Gökçen International Airport, selected for this study, has to be made. The trials to determine the area to be mapped was made with using the ground elevation maps without buildings and Pendik and Tuzla districts were considered in this area which are effected more than 55 dBA noise levels. The districts consist of commercial buildings besides thickly populated areas. While there are mostly commercial buildings and factories at the north of the airport, at the east there are residential areas in addition to commercial buildings and factories. Moreover; both empty lots and partly small residential areas stand out at the west and south and some factorial areas were found especially at the west. Additionally, there are noise sensitive buildings such as schools or hospitals in the area to be mapped. The importance of the airport noise rises because the residence and population are increasing day by day. Noise mapping study will be helpful for new housing plans and also for taking precautions in the available structures. The aim of the study is noise mapping of Sabiha Gökçen International Airport surrounding, which is predicted to become one of the important centers of Istanbul, to enhance academic knowledge in this area. In this study noise mapping of the airport and Pendik and Tuzla districts are made using the simulation programme SoundPlan. Pendik and Tuzla 1/1000 scale county maps are digitally provided by the Istanbul Metropolitan Municipality and necessary arrangements have been made by using AutoCAD. SoundPlan 6.5 computer programme is used which is guided by ‘Environment Noise Evaluation and Management Regulations’ set by The Ministry of Environment and Forestry. Initially ECAC.CEAC Doc 29 regulation is selected for the program and the studies are started according to the Lden evaluation method. Lden evaluations which are created by usind AutoCAD computer program, and the type of buildings and building heights which are created as DXF format files are transferred to SoundPlan computer program. Afterwards, by using these land elevations the numerical ground model (SZM) is created and by using the height levels buildings' height values are calculated. As a result of these applications a 3Ds dimensional numerical CAD model is obtained. On this numerical model inhabitants' information is applied to the buildings. By doing so the number of inhabitants that are exposed to the noise and the level of this noise are detected. Noise levels are obtained as 55-59, 60-64, 65-69, 70-74, 75-79 and >80 dBA at the 4 meters height from the ground roll and grid noise maps have been generated with 50 meters spaces. Facade studies have done to identify the optimum building height around the airport but could not be reached the desired results. More detailed studies will be carried out on this subject in future periods. As a result, houses, schools, hospitals and ancillary structures are shown by the obtained maps. Maps are emerged that the buildings which are located on the south of the airport and surrounded by the D-100 and coastal roads, are exposed to noise over 65 dBA. Especially, buildings which are located around the intersection of Tandoğan Avenue and Kaynarca Road named Camçeşme and Fevzi Çakmak neighborhood next to the airport, should be removed immediately or very serious noise insulation should be applied. In fact, residental structures are exposed over 75-85 dBA aircraft noise at nights and these values are much more than the ideal noise limit values for human health. Buildings which are located in the Orhanlı, Aydınlı, Mimar Sinan, Piyale Okulu and Şifa neighborhood, are mostly effected by 50 dBA and less aircraft noise. On the other hand, only some of these buildings are exposed to noise between 50-60 dBA. In accordance with the results, improvements and innovations seem to be the requirement to solve the problem of airport noise around this area.Yüksek LisansM.Sc