BILECIK SEYH EDEBALI UNIVERSITY JOURNAL OF SCIENCE
Transkript
BILECIK SEYH EDEBALI UNIVERSITY JOURNAL OF SCIENCE
BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ DERGİSİ BILECIK SEYH EDEBALI UNIVERSITY JOURNAL OF SCIENCE Sahibi / Publisher Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi adına Rektör Prof. Dr. İbrahim TAŞ Prof. Dr. İbrahim TAŞ (Rector) on behalf of Bilecik Seyh Edebali University EDİTÖR / EDITOR-IN-CHIEF Doç. Dr./ Assoc. Prof. Dr. Cihan DARCAN Bilecik ġeyh Edebali Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 11210 Bilecik, Türkiye Bilecik Seyh Edebali University, Graduate School of Sciences, 11210 Bilecik, Turkey Telefon/Phone: +90228 2141130 Faks /Fax: +90228 2141132 E-posta/E-mail: cihan.darcan@bilecik.edu.tr Yazı İĢleri Müdürü / Editorial Office Director Hülya TOPAL İletişim Bilgileri / Contact Informations Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü , 11210 Bilecik, Türkiye Bilecik Seyh Edebali University, Graduate School of Sciences, 11210 Bilecik, Turkey Hakemli bir dergi olan Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi yılda iki kez yayımlanır ve yayımlanan tüm eserlerin yayın hakkı Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi’ne aittir. A refereed journal “Bilecik Seyh Edebali University Journal of Science” is published twice a year and Bilecik Seyh Edebali University holds the copyright of all published material that appear in this journal. Cilt 3, Sayı 1, 2016 Volume 3, Number 1, 2016 ISSN 2458-7575 BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ DERGİSİ BILECIK SEYH EDEBALI UNIVERSITY JOURNAL OF SCIENCE Sahibi / Publisher Prof. Dr. Ġbrahim TAġ (Rektör / Rector) Editör / Editor Doç. Dr. Cihan DARCAN (Enstitü Müdürü / Institute Director) Yardımcı Editörler / Associate Editors Yrd. Doç. Dr. Fatih APAYDIN Yazı İşleri Müdürü / Editorial Office Director Hülya TOPAL Redaksiyon / Proofreading ArĢ. Gör. Sümeyye SINIR Bilim Kurulu / Editorial Board (Dr. / PhD) A.Ġhsan GÖKER H. Hilmi HACISALĠHOĞLU Adnan KONUK Harun MĠNDĠVAN Özlem Ç. DEĞĠRMENCĠ Adnan ÖZCAN Ġ. Bekir TOPÇU Salim CEYHAN Ahmet TUNCAN Ġlhan DORAN SavaĢ AYBERK Arslan ÜNAL Ġsmail POYRAZ Sedat TÜRE Aydın AYBAR Kırali MÜRTEZAOĞLU Serpil TÜRKYILMAZ Bilge EREN Korkmaz BELLĠTÜRK Sıddıka ÖZKALDI KARAKUġ Birol AKYÜZ Levent DEĞĠRMENCĠ Suat PAT Bülent YILMAZ M. Ali YALÇIN Süheyla YEREL KANDEMĠR Bünyamin DEMĠR M. Cüneyt BAĞDATLI Süleyman KAYTAKOĞLU Cengiz TOKLU M. Özgür YAYLI ġennur CANDAN Cenk KARAKURT Mehmet KOÇ Tolga YÜKSEL Cihan DARCAN Mehmet KURBAN Uğur YÜZGEÇ Cihan KARAKUZU Metin KESLER Ü. Çiğdem TURHAL Dilek ÖZAKÇA Murat TOSUN Ülküye Dudu GÜL Emre ġEKER Mustafa TUNCAN Ümmühan BaĢaran FĠLĠK Erdal EREN Nazım ĠMAL Vakıf CAFER Esen ĠYĠGÜN Nazile URAL Yasemin ÖNAL F. Onur HOCAOĞLU Nurcan ÇALIġ AÇIKBAġ Yavuz KILIÇ Ferdi GERÇEL Nurgül ÖZBAY Yusuf OYSAL Gürhan ERTAġGIN Onur EROĞLU Yusuf YAVUZ H. Hüseyin ERKAYA Osman TURAN Yücel GÜNEY Önder GÜLER Cilt 3, Sayı 1, 2016 Volume 3, Number 1, 2016 ISSN 2458-7575 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt:3, Sayı:1, 2015 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) İÇİNDEKİLER Beacon Temelli Sanal Etiket Uygulaması 1-7 Virtual Tag Application Based on Beacon Fidan Kaya GÜLAĞIZ, Furkan GÖZ, Edip ġAHĠN, Muhammet Samet ALBAYRAK, Adnan KAVAK Adaptive Spiral Optimization Algorithm for Benchmark Problems Uğur YÜZGEÇ, Tufan ĠNAÇ Karbon Nano Tüplerin Dispersiyonuna SDS Yüzey Aktif Maddesinin Etkisi Effect of SDS Surfactant on Dispersion of Carbon Nano Tubes Miraç ALAF, Ubeyd TOÇOĞLU, Fuat KAYIġ, Hatem AKBULUT 8-15 16-19 Hidrotermal Yöntem ile ZnO Nanoçubuk Üretimi ZnO Nanorod Synthesis by Hydrothermal Route Deniz GÜLTEKĠN, Fuat KAYIġ, Hatem AKBULUT 20-24 ZnO İnce Film Kaplamaların Kıvrımlı Ağ Morfolojisinin İncelenmesi Examination of Wrinkle Network Morphology of ZnO Thin Film Coatings Deniz GÜLTEKĠN, Fuat KAYIġ, Hatem AKBULUT 25-28 İnşaat İşlerinde Mevzuatlarla İş Sağlığı ve Güvenliği Occupational Health and Safety with Regulations in Construction Works Özlem ÇALIġKAN, Cenk KARAKURT, Fatih TOZLUTEPE 29-36 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı 1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) Araştırma Makalesi/Research Article Beacon Temelli Sanal Etiket Uygulaması Virtual Tag Application Based on Beacon Fidan Kaya GÜLAĞIZ1*, Furkan GÖZ2, Edip ġAHĠN3, Muhammet Samet ALBAYRAK4, Adnan KAVAK5 Özet- Hızla gelişen teknoloji hayatımıza büyük kolaylıklar getirmektedir. Bunlardan bir tanesi de akıllı telefonlardır. Akıllı telefonlar her geçen gün hayatımıza daha fazla dahil olmaktadır ve akıllı telefonlara olan ihtiyaç artmaktadır. Yapılan çalışmada akıllı telefonlar ve Beacon teknolojisi kullanılarak belirli mesafeler içerisindeki eşyaların yerinin tespit edilmesini sağlayacak bir uygulama geliştirilmiştir. Geliştirilen uygulama ile insanların hayatlarını kolaylaştıracak ve aynı zamanda zaman kaybını azaltacak teknolojik bir çözüm sunulmuştur. Uygulamanın etkinliği hem kapalı hem de açık ortamlarda test edilmiştir ve her iki ortamda da doğru sonuçlar ürettiği gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler- Bluetooth 4.0, Beacon, Android, Konum Tespiti Abstract- Rapid developments in technology bring significant benefits to our life. One of them is smartphones. Smartphones are involved to our life more than before and need of them increases day by day. In this paper, an application that will provide you to find the location of objects within certain distance is developed using smartphones and Beacon technology. Life of people will be easier via this application and it will be technological solution that reduces loss of time at the same time. Efficiency of this application are tested both indoor and outdoor environments and it is observed accurate results in not only outdoor but also indoor environments. Keywords- Bluetooth 4.0, Beacon, Android, Location Detection I. GĠRĠġ Hızla geliĢen teknolojinin hayatımıza getirdiği birçok kolaylık vardır. Günümüzde akıllı telefonlar bu kolaylıklar için kullanılan en önemli araçlardan biri haline gelmiĢtir. Ġnsanlar bugün birçok ihtiyacını akıllı telefonları aracılığıyla karĢılamaktadır. Ancak kullanımı hızla artmaya devam eden akıllı telefonlardan insanların beklentisi de artmaktadır. Cihazların birbiriyle iletiĢim kurmasını sağlayan kablosuz iletiĢim teknolojisi Bluetooth bu amaçla geliĢtirilmeye devam eden teknolojilerden bir tanesidir. DüĢük enerji tüketimini amaçlayan BLE (Bluetooth Low Energy) teknolojisi de bu geliĢimin bir sonucu olarak ortaya çıkmıĢtır. BLE teknolojisini kullanan pek çok cihaz ve bu teknolojiyi temel alan pek çok yeni teknoloji bulunmaktadır. Bunlardan bir tanesi de Beacon teknolojisidir. Beacon, BLE teknolojisini kullanarak konum bilgisi sağlayan bir teknolojidir. Beacon teknolojisini kullanan bir cihazın yaymıĢ olduğu BLE sinyalleri kullanılarak konum bilgilerine eriĢimi sağlanabilmektedir. Mesafeye bağlı olarak cihazlara ulaĢan bu teknoloji, etkileĢime geçtiği cihazlara istenilen bilgileri iletebilir. Beacon teknolojisi iç mekan navigasyonu, yakın pazarlama, otomatik check-in, temassız ödeme gibi farklı alanda konum tespiti için kullanılabilmektedir ve son zamanlarda, bu konuyla ilgili pek çok çalıĢma yapılmıĢtır. Tomoya ve arkadaĢları belirlenen bir cihazın odada olup olmadığını tespit eden bir metot geliĢtirmiĢlerdir. Bir odanın çevresine yerleĢtirilen çok sayıda Beacon cihazlarının RSSI değerlerindeki değiĢim gözlemlenmiĢ ve bu değerlere bakarak cihazın yerini tespit etmeye çalıĢmıĢlardır. Bu çalıĢmada cihazın yeri 2,4 metre hata oranı ile tespit edilmiĢ olup cihazın odada bulunup bulunmadığı bilgisine doğru bir Ģekilde ulaĢılmıĢtır [1]. Shota ve arkadaĢlarının yaptığı çalıĢmada yoklama sistemi geliĢtirilmiĢtir. Bu uygulamada öğretmenin dersi alan öğrencilere yetki vermesiyle öğrenciler akıllı telefonlarından sisteme kayıt olabilmektedir. Yetkisi dıĢında biri sınıfa girdiğinde öğretmen bunu telefonundan fark edebilmektedir. GeliĢtirilen sistem sayesinde kolaylıkla yoklama alınabilmekte ve kopyanın önüne geçilebilmektedir [2]. Mounira ve arkadaĢları çocukların kaçırılmasını engellemek amacıyla kapalı ve açık ortamlarda çocuk takip sistemi geliĢtirmiĢlerdir. *Sorumlu yazar iletişim: fidan.kaya@kocaeli.edu.tr furkan.goz@kocaeli.edu.tr , edpsahn@gmail.com, sametalbayrak34@gmail.com ,akavak@kocaeli.edu.tr 1,2,3,4,5Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Fakültesi, Kocaeli Üniversitesi 2,3,4,5İletişim: 1 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı:2, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) Akıllı telefonlarda çalıĢan bu sistem açık alanlarda GPS kullanırken kapalı ortamlarda GPS‟in yetersiz kalmasından dolayı Beacon teknolojisi kullanmaktadır [3]. Moonok ve arkadaĢları ise akıllı ofis enerji yönetim sistemi geliĢtirmiĢlerdir. ÇalıĢma odasında bulunan ıĢık, bilgisayar, ekran gibi enerji gerektiren araçların enerji tüketimini azaltmayı amaçlamıĢlardır. Bu çalıĢmada ofisin çeĢitli yerlerine Beacon cihazları yerleĢtirilmiĢ ve mobil uygulama aracılığıyla kiĢinin ofise girip girmediği tespit edilmeye çalıĢılmıĢtır. KiĢinin ofise girmesi ya da ofisten çıkmasına göre otomatik güç tüketim modu çalıĢmaktadır. Bu Ģekilde enerji tüketimi en alt seviyeye getirilmeye çalıĢılmıĢtır [4]. Xin-Yu ve arkadaĢları ise hasta takip sistemi geliĢtirmiĢtirler. Bu sistem doktorun acil durumlarda hastanın yerini tespit edebilmesi üzerine kurulmuĢtur. Mobil ve web ortamlarında çalıĢabilen bu uygulamayı aynı zamanda hasta da temel bilgilerini görüntülemek için kullanabilmektedir. GeliĢtirilen konum tespit algoritmasında hastaların konumu %97.2 baĢarı oranı ile tespit edilebilmiĢtir. Bu oran hastanın konum tespiti için yeterli görülmektedir [5]. Yapılan çalıĢmada belirli mesafedeki eĢyaların yerinin kolaylıkla tespit edilebilmesi için Beacon teknolojisini kullanan bir uygulama geliĢtirilmesi ve geliĢtirilen uygulamanın konum tespiti konusunda etkinliğinin belirlenmesi amaçlanmıĢtır. Uygulama mobil platform temelli olarak geliĢtirilmiĢtir. Uygulama ile Beacon etiketlerindeki RSSI değerlerine bakarak nesnelerin konumu tespit edilebilmektedir. Makalenin geri kalanı Ģu Ģekilde organize edilmiĢtir; II. Bölümünde Beacon teknolojisinden detaylı olarak bahsedilmiĢtir. III. Bölümde sistemin mimarisi, IV. bölümde ise deneysel sonuçlar verilmiĢtir. ÇalıĢmanın sonuçları ve literatüre olan katkısı da V. Bölümde verilerek çalıĢma sonlandırılmıĢtır. II. BEACON TEKNOLOJĠSĠ Bluetooth teknolojisi günlük hayatımızda kısa mesafede kablosuz iletiĢim için kullanılan en verimli iletiĢim araçlarından biridir. Bu teknoloji ilk kez SIG (Special Interest Group) isimli grup tarafından 1998 „de geliĢtirilmiĢtir. Bu grup Erickson, Nokia, Intel, IBM ve Toshiba gibi Ģirketler tarafından oluĢturulmuĢtur [6]. Bluetooth teknolojisi ile fiziksel kablolar ile iletiĢime alternatif bir çözüm sunulmuĢtur. Böylece kızılötesi, mikro ya da radyo dalgaları ile iletiĢim sağlanmıĢtır. Bluetooth teknolojisi 802.11 b/g kablosuz ağ standardını kullanmaktadır ve 2,4GHz radyo sinyalleri ile çalıĢmaktadır. Bluetooth ile ses ve veri iletimi yapılabilmektedir ve Bluetooth destekli cihazlar 24 Mbps'ye kadar veri aktarabilmektedirler. Bu cihazların etkinlik mesafesi ise 10 ile 100 metre arasında değiĢmektedir [7]. Bluetooth teknolojisi her geçen gün biraz daha geliĢtirilmektedir. 2010 yılında ortaya çıkan Bluetooth 4.0 ile bu teknoloji yeniden isimlendirilmiĢtir ve BLE (Bluetooth Low Energy) olarak adlandırılmıĢtır. BLE ile daha düĢük bant geniĢliği ve daha düĢük üretim maliyetleri ile teknolojinin yenilenmesi sağlanmıĢtır. Böylece daha düĢük enerji tüketimi ile cihazlar arasında sabit bağlantı kurulmasına gerek duyulmadan veri aktarımları yapılabilir hale gelmiĢtir [8]. Bluetooth teknolojisi ile BLE teknolojisinin temelde üç önemli farkı bulunmaktadır. Bunlar; pil tüketimi, sabit eĢleĢtirme ve yeniden eĢleĢtirme olarak sıralanabilir. BLE teknolojisi kısa zaman dilimlerinde küçük boyutlarda veri aktarımları için tasarlanmıĢtır. Bluetooth‟un eski sürümlerinde olduğu gibi uzun süreli veri aktarımlarını desteklemez ve kısa zaman dilimlerinde birkaç baytlık veri aktarımı gerçekleĢtirir. Böylece kullanılmayan durumlarda uyku moduna geçilmesini sağlayarak enerji tüketimini gerçekleĢtirmektedir. Son zamanlarda BLE teknolojisinin geliĢmesiyle ortaya çıkan ve BLE teknolojisini kullanarak iletiĢim kuran yeni bir cihaz ortaya çıkmıĢtır. Bu cihaz Beacon olarak adlandırılmaktadır. Beacon, BLE sinyalleri ile iletiĢim kuran kablosuz bir cihazdır. Beacon ile BLE teknolojisini kullanan bir cihaz arasındaki iletiĢim tek yönlü olarak gerçekleĢtirilmektedir ve genelde bu iletiĢim amacı konum bilgisine bağlı olarak karar vermeyi sağlamaktır [9]. Beacon‟lar ile iletiĢim için kullanılan beĢ farklı bileĢen bulunmaktadır. Bunlar UUID (Universally unique identifier), major ve minor, RSSI (Received signal strength indicator) ve MPower ( Measured power) olarak sıralanabilir [10]. UUID, 128 bit uzunluğunda bir veri parçasıdır ve Beacon ağını tanımlamak için kullanılır. Major değeri 16 bit uzunluğunda iĢaretsiz bir tamsayı değeridir. Tüm Beacon ağında yer alan küçük bir grubu tanımlamak için kullanılır. Minor, değeri de 16 bit uzunluğunda iĢaretsiz bir tamsayıdır ve Becon cihazlarını ayırt etmek için kullanılır. Dolayısıyla her cihaz için ayrı bir minor değeri olmak zorundadır. RSSI, Beacon ile eĢleĢmiĢ olan cihazdan alınan sinyal gücünü tanımlamak için kullanılmaktadır. BLE sinyalinin ne kadar güçlü ya da ne kadar zayıf olduğuna bakarak tahmini uzaklığı hesaplamayı sağlamaktadır. Mpower değeri de bir metrelik bir mesafe için beklenen RSSI değerini tanımlamaktadır. Bu değer her Beacon için üretici firma tarafından belirlenmektedir ve sabit bir değerdir. 2 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı:2, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) Beacon teknolojisi sağlık, eğitim kurumları, kamusal alanlar, ulaĢım, müzeler, restoranlar, oteller gibi hayatımızda önemli bir yere sahip olan pek çok alanda kullanılabilir. Bu çalıĢmada da herhangi bir ortamda Beacon etiketlerini kullanılarak yanımızda bulundurmak istediğimiz ya da bizim için değerli olan eĢyaların kontrolünü sağlayacak bir mobil uygulama geliĢtirilmesi sağlanmıĢtır. GeliĢtirilen uygulama Android temellidir ve Beacon etiketine sahip cihazlar için belirli bir mesafe içerisinde kullanıcıların sesli ve görsel olarak uyarılmasını sağlayarak çalıĢmaktadır. III. SĠSTEM MĠMARĠSĠ Uygulamanın temel amacı Beacon etiketlerini kullanarak konum tespiti yapmaktır. GeliĢtirilen sisteme ait akıĢ diyagramı ġekil 1‟de gösterilmiĢtir. Uygulama ilk açıldığında çevredeki Beacon etiketlerinin tespitini yapmaktadır. Daha sonra kullanıcıya iki seçenek sunmaktadır. Bunlar bildirimlerin listelenmesi ve harita üzerinde gösterimi olarak sıralanabilir. Bildirim seçeneğinin seçilmesiyle kullanıcıya hem daha önce almıĢ olduğu bildirimler hem de kapsama alanı içerisinde yer alan Beacon etiketlerine ait güncel bildirimler gösterilmektedir. Bildirim mesajında, mesaj hangi etiketten geliyor ise o etikete sahip cihaza ait bilgilerde yer almaktadır. Etiketten gelen sinyalin kesilmesi durumunda ise kullanıcıya etiket alanından çıktığına dair bir bildirim gönderilmektedir. Yine bu bildirimde de hangi eĢyanın etiket alanından çıkıldığına dair detaylı bilgi de bulunmaktadır. ġekil 2‟ de her iki duruma ait bildirim örnekleri gösterilmiĢtir. Etiketlerin konum tespit mesafesi kapalı alanlarda 50 metre, açık alanlarda ise 60 ile 70 metre aralığındadır. Şekil 1. Beacon uygulaması genel akıĢ diyagramı. Şekil 2. Bildirim menüsü örnek ekran görüntüleri. 3 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı:2, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) Uygulama ilk açıldığında kapsama alanı içerisinde bulunan Beacon cihazlarının tespit edebilmek için bir metot çalıĢtırmaktadır. Bu metot içerisine bölgede yer alan Beacon cihazlarının bilgilerinin listesi gelmektedir. Daha sonra her bir Beacon cihazı sahip olduğu majör değerine göre ayırt edilmektedir. Major değeri bir ID değeridir ve benzersiz bir değerdir. Burada Beacon cihazlarının kullanıcıya (cep telefonuna) olan mesafesinin hesaplanabilmesi için baĢka bir metot kullanılmaktadır. Kullanılan metoda ait pseudo kod ġekil 3‟ de gösterilmiĢtir. Yapılan hesaplamalar Beacon cihazından alınan rssi ve güç değerlerine göre yapılmaktadır. Nesneler Beacon etiketlerinin kapsama alanından çıktığında da farklı bir metot kullanılarak kullanıcıların bildirilerle bilgilendirilmesi sağlanmıĢtır. Girdi: txPower, rssi Çıktı: uzaklık If rssi değeri sıfır ise Beacon ulaĢılabilir bir alanda değildir. Else Uzaklığı metre cinsinden hesapla If uzaklık bir metreden küçükse Nesnenin yakında olduğuna dair bildirimde bulun. Else Nesneye olan uzaklığı tam olarak hesapla ve uzaklık bildirimi yap Şekil 3. Nesneye olan uzaklığın belirlenmesine iliĢkin pseudo code. Uygulamada bildirim seçeneğine alternatif olarak konum tespiti için kullanılabilecek diğer yöntemde harita üzerinde gösterimdir. Bu gösterim sadece 6 metreye kadar uzaklığa sahip cihazlar için konum tespiti yapabilmektedir. Harita üzerinde gösterim seçeneği seçildiğinde kullanıcının karĢısına bir sonar ekranı çıkarılmaktadır. Sonar ekran görüntüsü ġekil 4‟ de gösterilmiĢtir. Bu ekranda dört çizgi bulunmaktadır. Bu çizgilerden ilki 0,3 metrelik mesafeyi, ikinci çizgi 2 metrelik mesafeyi ve son çizgi de 6 metrelik mesafeyi temsil etmektedir. Altı metrelik mesafe içerisinde yer alan herhangi bir Beacon cihazının listeden seçilmesi durumunda harita üzerinden yakınlığı gözlemlenebilecektir. Şekil 4. Harita gösterimi menüsü örnek ekran görüntüleri. IV. DENEYSEL SONUÇLAR GeliĢtirilen uygulamanın konum tespitini ne kadar doğru olarak gerçekleĢtirdiğini tespit edebilmek için farklı ortamlarda testler gerçekleĢtirilmiĢtir. Tablo 1‟ de hem kapalı alanda yapılan ölçüm sonuçları hem de açık alanda yapılan ölçüm sonuçları verilmiĢtir. Sonuçlar incelendiğinde küçük mesafeler için yapılan ölçüm sonuçlarının kapalı alanlarda, açık alanlara göre daha zayıf olduğu tespit edilmiĢtir. Kapalı alanda sinyal alınabilen en uzak mesafe 6.28 metre olarak tespit edilmiĢtir. Aynı zamanda 3 metrelik mesafeden itibaren Beacon etiketinden alınan sinyaller yavaĢlamıĢtır ve 3 metre ile 6 metre aralığında alınan sinyallerin zayıf sinyaller olduğu gözlemlenmiĢtir. 4 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı:2, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) (a) (b) Şekil 5. Ölçüm yapılan açık alana ve kapalı alana ait görüntüler Ölçüm yapılan açık ortam ġekil 5 (a) ve kapalı ortam ise ġekil 5 (b) ile gösterilmiĢtir. Açık ortam olarak Kocaeli Üniversitesi otoparkı ve kapalı ortam olarak ise Kocaeli Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği bölümünde yer alan bir laboratuvar seçilmiĢtir. Açık ortam olarak otopark seçilmesinin sebebi oluĢacak yansımaların önüne geçebilmektir. Kapalı ortamda oluĢabilecek yansımaları önleyebilmek için herhangi bir iĢlem yapılmamıĢtır. Bunun sebebi de doğal yaĢam koĢularında ölçüm yapılmasının daha gerçekçi sonuçlar verecek olmasıdır. Her iki ortamda da geniĢlik olarak sinyal seviyelerinin doğru olarak analiz edilebileceği büyüklüktedir. Tablo 1. Farklı alanlarda yapılan ölçümlere ait sonuçlar Kapalı Alan Ölçüm Sonuçları Açık Alan Ölçüm Sonuçları 0,27 m -65 dBm 0,02 m -50 dBm 0,50 m -69 dBm 0,32 m -66 dBm 1,11 m -75 dBm 0,36 m -67 dBm 1,33 m -77 dBm 0,51 m -69 dBm 1,46 m -78 dBm 1,32 m -76 dBm 1,92 m -81 dBm 1,78 m -80 dBm 2,29 m -83 dBm 2,30 m -83 dBm 2,98 m -86 dBm 4,38 m -91 dBm 3,84 m -89 dBm 4,99 m -92 dBm 4,18 m 4,54 m 6,24 m 6,28 m -90 dBm -91 dBm -95 dBm -95 dBm 5,38 m 5,70 m 5,72 m 6,24 m -93 dBm -94 dBm -94 dBm -95 dBm Açık alanlarda yapılan ölçüm sonuçları değerlendirildiğinde yakın mesafelerde RSSI sinyal değerlerinin çok büyük olduğu ve etiketlerin sinyalleri tam olarak tespit ettiği görülmüĢtür. Mesafe arttıkça RSSI sinyallerinin düĢtüğü görülmektedir. 2,5 metre ile 4,5 metre aralığında ise sinyal değerinde ciddi bir düĢüĢ olduğu gözlemlenmiĢtir. 4,5 metreden sonra sinyallere ait RSSI değerleri -89 ile -95 aralığında değiĢim göstermiĢtir. Tablo 2. Kapalı ortamdaki bir saniye ara ile yapılan iki ölçüm arasındaki sapma miktarları Gerçek Mesafe Hesaplanan Mesafe Sapma Değeri 1,0 m 1,0 m 0,1 m 2,0 m 2,2 m 1,1 m 3,0 m 3,2 m 0,9 m 4,0 m 3,3 m 0,9 m 5,0 m 6,0 m 3,6 m 6,7 m 1,6 m 2,0 m Tablo 2‟ de kapalı alanda yapılan ölçümlere ait sapma miktarları verilmiĢtir. Sapma miktarları uygulama ekranında 1 ile 2 saniyelik zaman dilimlerinde anlık olarak değiĢen mesafe ölçümlerine göre hesaplanmıĢtır. Örnek olarak ölçüm yapılan bir kapalı ortamda bulunan eĢyaların ve Beacon etiketinin bulunduğu yerin 5 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı:2, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) konumuna göre ölçüm değeri ilk ölçümde 3,84 m iken 1 saniye sonra ölçüm değeri 4,54 metre olarak tespit edilebilmektedir. Böyle durumlar için sapma değerleri hesaplanmıĢtır. Sapma değerlerinin kapalı ortamda hesaplanmasının sebebi ise sinyallerin iletilirken odadaki duvar ya da farklı eĢyalardan etkilenebilmesidir. Açık alan test ortamı olarak Kocaeli Üniversitesi seçilmiĢtir ve seçilen alanda altı metrelik mesafe içerisinde herhangi bir engel bulunmamaktadır. Bu sebeple sinyal değerlerinde sapma olmamıĢtır. Şekil 6. Kapalı ve açık alana ait sinyal ölçümleri karĢılaĢtırması. ġekil 6‟ da iki farklı ortamda yapılan ölçümlerin grafiksel bir karĢılaĢtırması verilmiĢtir. Grafikte kırmızı ile gösterilen değerler açık alan RSSI değerlerini, mavi ile gösterilen değerler ise kapalı alan RSSI değerlerini göstermektedir. Grafik incelendiğinde açık alanda yapılan ölçümlerin kapalı alanda yapılan ölçümlere göre çok düĢük bir fark ile de olsa daha doğru olduğu görülmüĢtür. RSSI değeri verici cihaz tarafından gönderilen sinyalin alıcıdaki ölçülen değeridir ve bu değer sıfıra ne kadar yakınsa alınan sinyal de o kadar güçlü olacaktır. V. SONUÇLAR Yapılan çalıĢma ile yaygın olarak kullanılan mobil cihazlar için sanal bir etiket uygulaması geliĢtirilmiĢtir. GeliĢtirilen uygulama ile nesnelerin konumu tespit edilmiĢtir. Yapılan testler ile bluetooth temelli Beacon etiketlerinin konum tespiti sırasında ne kadar etkili oldukları gözlemlenmiĢtir ve Beacon teknolojisinin konum tespitini daha doğru yapabilmesi için geliĢtirilmesi gerektiği gösterilmiĢtir. Farklı ortamlarda yapılan test iĢlemleri sonucunda açık ortamda yapılan konum tespitinin kapalı ortamlara göre daha iyi sonuçlar verdiği gözlemlenmiĢtir. Ancak her iki ortamda da sinyallerin güçlü olarak alındığı mesafe 2,5 ile 3 metre uzaklığındadır. Konumu tespit edilmeye çalıĢılan eĢyanın telefona olan uzaklığı 3 metreyi geçtiği anda alınan sinyallerde ciddi bir azalma gözlemlenmiĢtir. 3 metrelik bir mesafe günümüz teknolojisinin gelmiĢ olduğu durum göz önünde bulundurulursa konum tespiti için kısa bir mesafedir. Bu nedenle konum tespitinin daha doğru olarak yapılabilmesi için hem Beacon etiketlerinin hem de mobil cihazların bluetooth sensörlerinin geliĢtirilmesi gerekmektedir. Gerekli geliĢtirmelerin yapılması durumunda geliĢtirilen uygulama eĢyaların konum tespiti konusunda faydalı ve etkili olacaktır. Böylece hem insanların yaĢamlarını kolaylaĢtıracak hem de zaman tasarrufu sağlayacaktır. KAYNAKLAR [1] Mori, T., Kajioka, S., Uchiya, T., Takumi, I., Matsuo, H.,“Experiments of position estimation by BLE beacons on actual situations, “ in Proc. IEEE 4th Global Conference,2015, p. 638. [2] Noguchi, S., Niibori, M., Zhou, E., Kamada, M., “Student attendance management system with bluetooth low energy beacon and android devices,” in Proc. IEEE NBIS, 2015, p. 710. [3] Taileb, M., Wajdi, W., Hamdi, H., Al-Garni, G., Al-Sehri, S., Al-Marwani, M., “Children tracking system in indoor and outdoor places,” in Proc. DAPI, 2015, p.547. [4] Choi, M., Park, W., Lee, I., “Smart office energy management system using bluetooth low energy based beacons and a mobile app.,” in Proc. ICCE, 2015, p. 501. 6 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı:2, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) [5] Lin, X., Ho, T., Fang, C., Yen, Z., Yang, B., Lai, F., “A mobile indoor positioning system based on iBeacon technology,,” in Proc. IEEE EMBC, 2015, p. 4970. [6] Bisdikian, C., “An Overview of the bluetooth wireless technology”, IEEE Communication Magazine, vol. 39, pp. 86-94, Dec. 2001. [7] Chan, C. Y., Bluetooth Technology, Indian Institute of Technology, Madras, Sortware Engineering Project Report, 2004. [8] Siekkinen, M., Hiienkari, M., Nurminen, K., Nieminen, J., “How low energy is bluetooth low energy? Comparative measurements with ZigBee/802.15.4,” in Proc. WCNC Workshop, 2012, p. 232. [9] Kumar, R, Kaur, J., “Efficient beacon placement for network tomography,” in Proc. IMC’04, 2004, p. 181. [10] Mizukami, T., Naito, K., Doi, C., Nakagawa, T., Ohta, K., Inamura, H., Hishida, T., Mizuno, T., “Fundamental design for a beacon device based unconscious participatory sensing system”, in Proc. IMECS, 2015. 7 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı:1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) Araştırma Makalesi/Research Article Adaptive Spiral Optimization Algorithm for Benchmark Problems Uğur YÜZGEÇ1*, Tufan İNAÇ2 Abstract- In this study, Spiral Optimization Algorithm (SOA) that is one of the heuristic algorithms was improved by the self-adaptive concept. Adaptive Spiral Optimization Algorithm (ASOA) includes the self-adaptive structure to adjust the spiral radius and spiral angle values that are the parameters of SOA during the optimization. Three different ASOA versions were proposed in this paper. To evaluate the performance of the ASOA's versions, five benchmark optimization problems were taken from the literature. The proposed ASOA versions are more successful than classic SOA according to the mean best value and NFE indicators. Keywords- Spiral Optimization, Self-Adaptive, Benchmark. I. INTRODUCTION In recent years, the heuristic algorithms have become popular optimization algorithms to overcome the nonlinear and complex problems [1-3]. These algorithms are inspired by biological or natural events. Some of the heuristic algorithms include firefly optimization algorithm, cuckoo optimization algorithm, bat algorithm, fruit fly optimization algorithm, crab mating optimization algorithm, flower pollination algorithm and spiral optimization algorithm [4]. The SOA is a heuristic algorithm inspired by spiral motion in nature. The basic characteristic of SOA is based on the dynamic step size in its spiral trajectory. At the beginning of the optimization, the step size is large value and it becomes less at near the optimum point that is always placed at the centre of the spiral form [5-6]. SOA has got two parameters whose names are spiral angle and spiral radius. In general, these parameters have fixed values during optimization [7]. In this study, self adaptive concept is proposed to adjust the SOA's parameters during optimization instead of the fixed spiral radius and spiral angle. Three different ASOA versions are presented by adaptive structure. Five benchmark optimization problems were taken from the literature to evaluate the performances of the ASOA versions and classic SOA. The effects of the spiral angle and spiral radius parameters are presented in the section of result. The diversity that is one of the important criterions in the heuristic algorithms is examined. As last, the comparison between classic SOA and ASOA versions is represented according to the mean best value and number of function evaluations (NFE) indicators. II. SPIRAL OPTIMIZATION ALGORITHM (SOA) Two dimensional SOA that was recently proposed by Tamura and Yasuda is a multipoint metaheuristics search method for two dimensional continuous optimization problems based on the analogy of spiral events in nature. Then Tamura and Yasuda proposed that n dimensional SOA using a design method of two dimensional optimization. The SOA has some advantages including its few control variables, local searching capacity, fast results, easy of using for optimization process, simple structure, etc [4-7]. The SOA structure is based on the dynamic step size in its spiral path trajectory. The step size is larger at the beginning of optimization process and then it becomes smaller at close to the optimum point that is located at the centre of the spiral form. The length of the step size from iteration to iteration is calculated by spiral radius parameter. On the one hand, the shape of spiral form is designed by the spiral angle parameter. Furthermore, this parameter influences the distance between two points on the spiral path [5-6]. The updating the individuals in the population for spiral model are formulated as below: 𝑥(𝑘+1) = 𝑟. 𝑀(𝜃). 𝑥𝑘 − (𝑟. 𝑀(𝜃) − 𝐼𝑛 ). 𝑥𝑏𝑒𝑠𝑡 (1) 1*Sorumlu yazar iletişim: ugur.yuzgec@bilecik.edu.tr tufan.inac@bilecik.edu.tr 1*, 2Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi, Gülümbe Kampüsü, Bilecik 2İletişim: 8 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı:1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) where 𝑟 denotes the spiral radius parameter, 𝜃 represents the spiral angle parameter, 𝑀 is the rotation matrix, 𝐼𝑛 denotes unit matrix. In the study by Tamura and Yasuda, a multipoint search model was proposed instead of a one-point search model [6]. In case of the one point search model, the updating mechanism based on Eq. (1) with 𝑥𝑏𝑒𝑠𝑡 does not work completely. Because the initial point becomes the best solution and the center 𝑥𝑏𝑒𝑠𝑡 as evaluating the initial point. As results of above considerations, a multipoint updating mechanism was proposed for the SOA as below: 𝑥(𝑘+1)𝑖 = 𝑟. 𝑀(𝜃). 𝑥𝑘𝑖 − (𝑟. 𝑀(𝜃) − 𝐼𝑛 ). 𝑥𝑏𝑒𝑠𝑡 , 𝑖 = 1,2, . . . 𝑚 (2) where the common center 𝑥𝑏𝑒𝑠𝑡 denotes a best solution obtained during the optimization process. The rotation angle around the origin at each iteration is 0 ≤ 𝜃 < 2𝜋 and a convergence rate of distance between a point and the origin at each iteration is 0 < 𝑟 < 1. 𝑀(𝜃) is the rotation matrix. The rotation matrix for two dimensional SOA is given below: 𝑀2(1,2) (𝜃) = [ cos 𝜃 sin 𝜃 − sin 𝜃 ] cos 𝜃 (3) Each two dimensional rotation matrix for n dimensional space is defined in Eq. (4). Whose blank elements mean zero. As this definition, many rotation matrices are formed by the way selecting two axes consist of each rotation plane during their permutations or combinations [5-6]. 1 ⋱ 1 cos 𝜃(𝑖,𝑗) −sin 𝜃(𝑖,𝑗) 1 ⋱ 𝑀𝑛(1,2) (𝜃(𝑖,𝑗) ) = (4) 1 sin 𝜃(𝑖,𝑗) cos 𝜃(𝑖,𝑗) 1 ⋱ 1] [ The using of composition rotation matrix 𝑀𝑛 (𝜃) that consists of rotation matrices according to Eq. (4) is based on all combination ( 𝑛. (𝑛 − 1)⁄2 combinations) of 2 axes. 𝑀𝑛 (𝜃) is defined as Eq. (5): 𝑀𝑛 (𝜃(𝑖,𝑗) ) = ∏𝑖<𝑖 𝑀𝑛(𝑖,𝑗) (𝜃(𝑖,𝑗) ) (5) In Figure 1, graphical representations for two dimensional spiral models are shown with the different spiral angles and spiral radius values. The flow chart of n dimensional basic SOA is presented as below: Step 0: Select to parameters: Select to number of population size 𝑁𝑝 ≥ 2, the parameters of SOA 0 ≤ 𝜃 < 2𝜋, 0.9 < 𝑟 < 1. Calculate 𝑟𝑀𝑛 (𝜃) and the maximum iteration number 𝑖𝑡𝑒𝑟𝑚𝑎𝑥 . Step 1: Initialization: Set random initials points 𝑥𝑖(0) ∈ 𝐼𝑅𝑛 , 𝑖 = 1,2, . . . 𝑚 in the feasible region of the optimization problem and calculate the fitness values for each initial points of the population center. Then 𝑥𝑏𝑒𝑠𝑡 is determined as 𝑥𝑏𝑒𝑠𝑡 = 𝑥𝑖𝑔(0) , 𝑖𝑔 = arg 𝑚𝑖𝑛𝑖 𝑓𝑥𝑖(0) , 𝑖 = 1,2, . . . 𝑚. Step 2: Updating the each individuals (𝑥𝑖𝑘+1 ) according to Eq. (2). Step 3: Calculate the fitness functions for the new individuals. Step 4: Updating : 𝑥𝑏𝑒𝑠𝑡 : 𝑥𝑏𝑒𝑠𝑡 = 𝑥𝑖𝑔(𝑘+1) , 𝑖𝑔 = arg 𝑚𝑖𝑛𝑖 𝑓𝑥𝑖(𝑘+1) , 𝑖 = 1,2, . . . 𝑚. Step 5: New population is used instead of the current population. 9 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı:1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) Step 6: If 𝑘 = 𝑖𝑡𝑒𝑟𝑚𝑎𝑥 then terminate. Otherwise set 𝑘 = 𝑘 + 1 and return to step 2. (b) 10 10 5 5 2 15 0 x x 2 (a) 15 0 -5 -5 -10 -10 -15 -15 -10 -5 0 x1 5 10 -15 -15 15 -10 -5 10 10 5 5 2 15 0 -5 -10 -10 -10 -5 0 x1 10 15 5 10 15 0 -5 -15 -15 5 (d) 15 x x 2 (c) 0 x1 5 10 -15 -15 15 -10 -5 0 x1 Figure 1. Graphical representation of spiral form with different spiral angel/radius parameters. (a : ϴ=0.95, r=π/4), (b : ϴ=0.90, r=π/4), (c : ϴ=0.95, r=π/2), (d : ϴ=0.95, r=π/3). III. ADAPTIVE SPIRAL OPTIMIZATION ALGORITHM (ASOA) In the optimization problems, selecting the parameter values of the heuristic algorithms are very important. These parameters are depended on problem’s structure. In general, the trial-and-error method is used for adjusting these parameters before the final optimization run. In this section, a self-adaptive method for the tuning the parameters of SOA is proposed. In ASOA, there are two adjustable parameters as spiral radius and spiral angle. The advantage of this approach is that all search points in ASOA are updated by tuning the parameter values randomly in each iteration. The spiral radius parameter is updated by means of the adaptive approach in below: 𝑟 + 𝑟𝑛𝑑1 × (𝑟𝑢𝑝 − 𝑟𝑙𝑜𝑤 ), 𝑟𝑖,𝑔+1 = { 𝑙𝑜𝑤 𝑟𝑖,𝑔 , 𝑖𝑓(𝑟𝑛𝑑2 < 𝜏) 𝑜𝑡ℎ𝑒𝑟𝑤𝑖𝑠𝑒 (5) where 𝑟𝑖,𝑔 denotes the spiral radius of 𝑖𝑡ℎ individual and 𝑔𝑡ℎ generation, 𝑟𝑙𝑜𝑤 and 𝑟𝑢𝑝 are the lower and the upper value of the spiral radius, 𝑟𝑛𝑑1,2 stand for the random values in range [0 1], 𝜏 represents the probability to adjust the spiral radius. In this study, the spiral radius limit values were determined as 𝑟𝑙𝑜𝑤 = 0.9 and 𝑟𝑢𝑝 = 1.0. During the optimization, the other parameter whose name is spiral angle is calculated in Eq. (6): 𝜃 + 𝑟𝑛𝑑3 × (𝜃𝑢𝑝 − 𝜃𝑙𝑜𝑤 ), 𝑖𝑓(𝑟𝑛𝑑4 < 𝜏) 𝜃𝑖,𝑔+1 = { 𝑙𝑜𝑤 𝜃𝑖,𝑔 , 𝑜𝑡ℎ𝑒𝑟𝑤𝑖𝑠𝑒 (6) where 𝜃𝑖,𝑔 denotes the spiral angle of 𝑖𝑡ℎ individual and 𝑔𝑡ℎ generation, 𝜃𝑙𝑜𝑤 and 𝜃𝑢𝑝 are the lower and the upper value of the spiral angle, 𝑟𝑛𝑑3,4 stand for the random values in range [0 1]. In this equation, 𝜏 represents the probability to adjust the spiral angle. In this study, the limit values of the spiral angle were used as 𝜃𝑙𝑜𝑤 = 0 and 10 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı:1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) 𝜃𝑢𝑝 = 2𝜋. In our experiments, 𝜏 coefficient was used as 0.1. In Figure 2, the results of one from the test benchmark functions are presented for different values of the probability to tune the spiral radius and angle. As can be seen this figure, the best probability coefficient that is denoted as k, was obtained as 0.1. Figure 3 shows the variations of the spiral angle and spiral radius during the optimization process of Rosenbrock function. Figure 2. Results of Rosenbrock function for different spiral angle/radius probability coefficients. 350 1 300 250 0.95 Theta Radius 200 150 0.9 100 50 0 0 20 40 60 80 100 iteration 120 140 160 0.85 180 0 20 40 60 80 100 120 iteration 140 160 180 200 Figure 3. Spiral angle and spiral radius variations for Rosenbrock function. In this study, three different adaptive concepts of spiral optimization algorithm are proposed. The details regarding these adaptive concepts are given below: ASOA1: Adaptive spiral radius and fixed spiral angle (𝜃 = 𝜋⁄4). ASOA2: Fixed spiral radius and adaptive spiral angle (𝑟 = 0.95). ASOA3: Adaptive spiral radius and spiral angle. IV. EXPERIMENTAL RESULTS To evaluate the performances of the ASOA versions, five benchmark test functions taken from the literature were used. The characteristics of the benchmark functions that used in this study are given in Table 1. The proposed ASOA concepts were compared with the classic SOA. In the experimental works, the population size (NP) was used as 20, the maximum number of iterations was selected as 200 and the number of independent runs was used as 50. All spiral optimization algorithms were coded on PC with Intel(R) Core(TM) i5-3230M 11 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı:1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) CPU 2.60GHz/8GB RAM. The termination criterion was determined as iteration reaches the maximum number of iteration and|𝑓𝑖𝑡𝑛𝑒𝑠𝑠(𝑏𝑒𝑠𝑡 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙) − 𝑓𝑖𝑡𝑛𝑒𝑠𝑠(𝑤𝑜𝑟𝑠𝑡 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙)| = 𝑉𝑇𝑅. VTR represents the value to reach and it was used as 1 × 10−6 . This section consists of four sub-sections. The effects of the spiral angle and spiral radius were presented in the first two sub-sections and then the diversity of the ASOA concepts and SOA structure were examined. Finally, SOA and the ASOA versions were compared with each other. Table 1. The characteristics of the benchmark functions [8] Function S Name 𝑑 fmin [-35 35] (0, 0) 0 [-5 5] (3, 2) (-3.78, -3.28) (-2.81, 3.13) (3.58, -1.85) 0 [-11 11] (-9.65, 9.65) -0.963 [-5.12 5.12] (0, 0) 0 [-2.3 2.3] (1, 1) 0 𝑑 1 1 𝑓(𝑥) = −𝑎 exp −𝑏√ ∑ 𝑥𝑖2 − exp ( ∑ cos(c𝑥𝑖 )) + 𝑎 𝑑 𝑑 𝑖=1 𝑖=1 ( ) + exp(1) Ackley (F1) x1 , x2 Himmelblau (F2) 𝑓(𝑥) = (𝑥12 + 𝑥2 − 11)2 + (𝑥1 +𝑥22 − 7)2 Penholder (F3) 𝑓(𝑥) = −exp |exp (|− Rastrigin (F4) 𝑓(𝑥) = 10𝑑 + ∑[𝑥𝑖2 − 10cos(2𝜋𝑥𝑖 )] −1 √𝑥12 + 𝑥22 + 1|) cos(𝑥1 )cos(𝑥2 )| 𝜋 𝑑 𝑑−1 𝑖=1 𝑓(𝑥) = ∑[100(𝑥𝑖+1 − 𝑥𝑖2 )2 + (𝑥𝑖 − 1)2 ] Rosenbrock (F5) 𝑖=1 A. The Effect of Spiral Angle The spiral angle is one of the important parameters of SOA. The effect of the spiral angle parameter is shown in Fig. 4 for two benchmark functions. As can be seen from these figures, the variation in the spiral angle affects to the optimization result. For that reason, the proposed ASOA versions include the adaptive based spiral angle structure. 14 14 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 12 10 8 6 4 10 8 6 4 2 2 0 0 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 12 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 0 200 Ackley (F1) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Rastrigin (F4) Figure 4. Results of F1 and F4 functions for different spiral angel values. B. The Effect of Spiral Radius The other important parameter of SOA is spiral radius. In Fig. 5, the optimization results for the different spiral radius values are presented for other two benchmark functions. 12 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı:1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) 0.8 10 0.9 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 1 9 8 7 6 5 4 0.9 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 1 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 3 0.2 2 0.1 1 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 200 0 20 40 60 Himmelblau (F2) 80 100 120 140 160 180 200 Rosenbrock (F5) Figure 5. Results of F2 and F5 functions for different spiral radius values. C. The Diversity Diversity is an important concept in heuristic algorithms because of obtaining new candidates for solution from a homogeneous population distribution. ASOA versions consist of the adaptive structure for this purpose. In addition to this, value to reach (VTR) was added into the all algorithms, so being the same individuals in the population was avoid. In Fig. 6, the distributions of the individuals in the population for the different iterations are shown. iteration=20 4 4 3 3 2 2 1 1 2 5 0 x x 2 iteration=0 5 0 -1 -1 -2 -2 -3 -3 -4 -4 -5 -5 -5 -4 -3 -2 -1 0 x1 1 2 3 4 -5 5 -4 -3 -2 -1 5 4 4 3 3 2 2 1 1 2 5 0 x 2 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 iteration=80 iteration=40 x 0 x1 0 -1 -1 -2 -2 -3 -3 -4 -4 -5 -5 -5 -4 -3 -2 -1 0 x1 1 2 3 4 5 -5 -4 -3 Figure 6. Population diversity for F4 function. 13 -2 -1 0 x1 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı:1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) D. The Comparison of ASOAs and SOA In this section, ASOA versions were compared with classic SOA to evaluate their performances. Table 2 summarizes the average results of 50 independent runs of the proposed adaptive based SOA algorithms and classic SOA according to the mean best and standard deviation values. In this table, mean best indicates the average of minimum values obtained by ASOA versions and SOA. This indicator represents with the standard deviation (std dev) to evaluate the performances of the algorithms. For five benchmark functions, ASOA2 has got the best performance as to mean best indicator. ASOA1 is only successful for one function (F1). In terms of the number of function evaluations (NFE) and CPU-time, the optimization results with 50 independent runs for all algorithms are given in Table 3. According to the NFE and CPU-time indicators, ASOA3 is faster than the other algorithms, but this result does not show the guaranty solution for optimization process. Table 2. Experimental results (Mean Best & Std Dev.) with 50 independent runs of SOA and ASOA versions Mean Best (Std Dev) Function SOA ASOA1 ASOA2 ASOA3 F1 2.77e-4 (1.48e-4) 3.32e-4 (2.73e-4) 1.76e-1 (1.25e-0) 2.45e-5 (7.63e-5) F2 4.14e-9 (9.48e-9) 8.72e-9 (2.14e-8) 1.57e-8 (8.02e-8) 4.08e-9 (1.18e-8) F3 -9.54e-1 (1.45e-2) -9.53e-1 (1.47e-2) -9.57e-1 (1.27e-2) -9.60e-1 (1.03e-2) F4 5.77e-1 (8.78e-1) 6.77e-1 (9.31e-1) 8.76e-1 (2.32e-0) 3.58e-1 (7.98e-1) F5 3.65e-2 (1.82e-1) 1.48e-1 (8.08e-1) 3.00e-2 (8.09e-1) 2.41e-2 (6.47e-2) Table 3. Experimental results (NFE50 & CPU-time50) with 50 independent runs of SOA and ASOA versions NFE50 (CPU-time50 sec)a Function SOA ASOA1 ASOA2 ASOA3 F1 4000.0 (0.265) 3972.4 (0.268) 4000.0 (0.270) 3939.6 (0.272) F2 3800.0 (0.224) 2502.4 (0.154) 3828.0 (0.232) 2668.4 (0.153) F3 2289.6 (0.136) 1772.8 (0.111) 2260.0 (0.140) 1651.2 (0.101) F4 4000.0 (0.244) 3172.4 (0.199) 4000.0 (0.254) 2958.8 (0.176) F5 3846.4 (0.232) 2896.0 (0.172) 3950.4 (0.229) 2769.2 (0.164) a NFEn: Number of function evaluations, CPU-timen: time taken by CPU per execution (average of 'n' executions) In Fig. 7, the average results with 50 independent runs of the proposed adaptive based SOA algorithms and classic SOA are presented with each other for F3 and F4 functions. In the results of F3 function, it is shown that ASOA2 has the best minimum values than the others. Although ASOA1 and ASOA3 have the short iteration values, they stay at the local minimal points. For F4 benchmark function, there is no clear difference between the algorithms as can be understood from this figure. rastrigin function penholder function 9 -0.935 SOA ASOA1 ASOA2 ASOA3 7 mean of cost value f(x) mean of cost value f(x) -0.94 SOA ASOA1 ASOA2 ASOA3 8 -0.945 -0.95 -0.955 6 5 4 3 2 1 10 20 30 40 50 iteration 60 70 80 20 90 40 60 80 100 120 iteration 140 160 180 Figure 7. Results of SOA and ASOA1, ASOA2, ASOA3 algorithms for F3and F4 functions. V. CONCLUSION In this paper, self-adaptive based spiral optimization algorithms are proposed. There are three different versions regarding adaptive structure. This paper includes the effects of the SOA's parameters, diversity of the ASOA versions and the comparison between ASOA versions and classic SOA. The results show that the selfadaptive concept implemented into the SOA, has successful performance in terms of the mean best (standard 14 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı:1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) deviation) and NFE (CPU-time) indicators. In the future works, ASOA2 that is the best algorithm than the others, will apply to the optimization process such as scheduling, economics, chemical process etc. REFERENCES [1] Goldberg, D. E., Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning, Addison-Wesley, New York, 1989. [2] Michalewicz, Z., Genetic algorithms + Data structures = Evolution Programs, AI Series, SpringerVerlag, New York, 1994. [3] Yüzgeç, U., "Performance comparison of differential evolution techniques on optimization of feeding profile for an industrial scale baker's yeast fermentation process", ISA Transactions, vol. 49, pp.167-176, 2010. [4] Nasir, A. N. K., Tokhi, M. O., Sayidmarie, O., Raja Ismail, R. M. T., "A novel adaptive spiral dynamic algorithm for global optimization", 13th UK Workshop on Computational Intelligence, UKCI 2013, pp. 334–341, [5] Tamura, K., Yasuda, K., "Primary Study of Spiral Dynamics Inspired Optimization", IEEJ Transanctions on Electrical and Electronic Engineering, Vol.6, No.S1, pp.98-100, 2011. [6] Tamura, K., Yasuda, K., "Spiral Dynamics Inspired Optimization", JACIII J. Adv. Comput Intell Inform, Vol.15, No.8, pp.1116-1122, 2011. [7] Benasla, L., Belmadani, A., Rahli, M., "Spiral Optimization Algorithm for Solving Combined Economic and Emission Dispatch", Electrical Power and Energy Systems, Vol. 62, pp. 163-174, 2014. [8] Jamil, M., & Yang, X. S., "A literature survey of benchmark functions for global optimization problems", International Journal of Mathematical Modeling and Numerical Optimization, Vol.4, No.2, pp. 150-194, 2013. 15 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) Araştırma Makalesi/Research Article Karbon Nano Tüplerin Dispersiyonuna SDS Yüzey Aktif Maddesinin Etkisi Effect of SDS Surfactant on Dispersion of Carbon Nano Tubes Miraç ALAF1*, Ubeyd TOÇOĞLU2, Fuat KAYIġ3, Hatem AKBULUT4 Özet- Bu çalışmada karbon nano tüplerin (KNT) suda disperse olmasına sodyum dodesil sülfat (SDS) yüzey aktif maddesinin etkisi incelenmiştir. Karbon nano tüpler farklı derişimlerde ki sodyum dodesil sülfat çözeltilerine ultrasonikasyon işlemi ile disperse edilmiş ve bu çözeltilerin zeta potansiyelleri ölçülmüştür. Anahtar Kelimeler- karbon nano tüp, dispersiyon, sodyum dodesil sülfat, zeta potansiyeli Abstract- In this study, effect of sodium dodecyl sulfate (SDS) surfactant on dispersion of carbon nano tubes (CNT) in water was investigated. Carbon nano tubes were dispersed in sodium dodecyl sulfate solutions at different concentration by ultra-sonication and zeta potential of these solutions was measured. Keywords- carbon nano tube, dispersion, sodium dodecyl sulfate, zeta potential I. GĠRĠġ Karbon nano tüpler (KNT) eĢsiz fiziksel ve kimyasal özellikleri ve çok çeĢitli potansiyel kullanım alanlarından dolayı multidisipliner araĢtırmaların yoğun olarak ilgisini çekmektedir. Ancak yüksek van der Walls kuvvetlerinden dolayı KNT'ler yığınlar halinde agrege olma problemi onların sulu çözeltileri içinde dispersiyonunu zorlaĢtırır. Bu sorunu aĢmaya yönelik literatürde mekanik ve kimyasal temelli dispersiyon teknolojisi geliĢimi ile ilgili bir çok çalıĢma mevcuttur. Ultrasonikasyon iĢlemi ile mekanik karıĢtırma KNT'lerin geçici olarak dispersiyonunu sağlasa da aglemerasyon problemi devam eder. Kimyasal yaklaĢım ise KNT duvarlarının yüzey enerjisini değiĢtirmek üzere yapılırlar [1]. Karbon nano tüplerin suda homojen olarak dağıtılması yüzey aktif maddeler ile sağlanabilir. Yüzey aktif maddeler nano tüplerin yüzeyinde birikerek kararlı kolloidal dağılım oluĢmasına yardımcı olurlar. Bu kararlı dağılım karbon nano tüp yüzeylerinde elektriksel çift tabakanın meydana gelmesidir. Yüzey aktif maddeden gelen itici kuvvet karbon yüzeylerin arasındaki van der Waals etkileĢiminin üstesinden gelir ve bu zayıf bağdan dolayı karbon nano tüplerin birleĢerek aglomere olmalarını engeller. Moleküler formülü CH 3(CH2)11OSO3Na olan sodyum dodesil sülfat (NaDDS veya SDS) nano tüplerin çözeltilerde askıda durmasına yardım eden ve kullanılan ve en bilinen yüzey aktif maddelerden biridir. DüĢük SDS konsantrasyonlarında ultrasonikasyondan sonra bile büyük ve yoğun nano tüp kümelenmeleri görmek mümkündür. Yüksek konsantrasyonlarda siyah ve görünüĢte homojen çözeltiler haftalarca kararlılığını korumaktadır. Ancak yüzey aktif maddenin nano tüp yüzeyinden uzaklaĢtırılması karĢılaĢılan önemli bir problemdir. ġekil 1 nano tüp yüzeyine absorbe olan yüzey aktif madde molekülünün Ģematik resmini göstermektedir [2]. 1*Sorumlu yazar iletişim: mirac.alaf@bilecik.edu.tr İletişim: utocoglu@sakarya.edu.tr , fkayis@sakarya.edu.tr , akbulut@sakarya.edu.tr 1* Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi, Gülümbe Kampüsü, Bilecik 2,3,4 2,3,4 Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, Sakarya Üniversitesi, Esentepe Kampüsü, Sakarya 16 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) Şekil 1. Nano tüp yüzeyine absorbe olan yüzey aktif madde molekülünün Ģematik resmi[2] Partiküllerin suda disperse olmalarını ölçme yollarında çözeltilerin biri zeta potansiyellerini ölçmektir. Her partikülün etrafında iki kısımdan oluĢan elektriksel çift tabaka bulunmaktadır. Bu kısımlar; iyonların kuvvetli bir Ģekilde bağlandığı bir iç tabaka (Stern tabaka) ve iyonların daha gevĢek olduğu bir dıĢ (difüze) bölgedir. Bu difüze bölge içinde, her partikülün tek bir varlık gibi davrandığı kavramsal bir sınır bulunmaktadır. Bu sınırdaki potansiyel zeta (ζ) potansiyelidir. Zeta potansiyelinin büyüklüğü, kolloidal sistemin potansiyel kararlılığı hakkında bir fikir verir. Eğer süspansiyon içerisindeki tüm partiküller büyük negatif ya da pozitif zeta potansiyeline sahipse bunlar birbirini itme eğilimi içerisinde olur ve partiküllerin bir araya gelmesini sağlayan bir eğilim bulunmaz yani dağılma kararlılığı vardır. Eğer partiküllerin düĢük zeta potansiyeli değerleri varsa, partiküllerin bir araya gelmesi ve flokülasyon oluĢumunu engelleyen bir kuvvet bulunmaz ve dağılma kararsızlığı oluĢur. Zeta potansiyeli etkileyen parametreler; i) pH değiĢiklikleri, ii) iletkenlik (tuzun tipi ve/veya konsantrasyonu), iii) katkı maddesinin konsantrasyonundaki değiĢiklikler (örneğin yüzey aktif maddeler, polimerler). Bir partikül dağılımının zeta potansiyelinin yukarıdakilerden herhangi birinin bir fonksiyonu olarak ölçülmesi, ürünün formülasyonunda maksimum kararlılık veya sistemin flokülasyonu için uygun optimum koĢulları belirlemekte kullanılır [3]. Bu çalıĢmada farklı deriĢimlerde SDS çözeltileri hazırlanmıĢ ve eĢit miktarda KNT bu çözeltilerde ultrasonikasyon ile disperse edilmiĢtir. KNT disperse edilmiĢ bu çözeltilerin zeta potansiyelellerindeki değiĢimler ölçülmüĢtür. II. DENEYSEL ÇALIġMALAR Karbon nano tüpler Arry Nano Materials and Nanotechnology firmasından temin edilmiĢ boyu 10µm’den büyük, çapı 50 nm, % 95 saflıkta ve amorf karbon oranı % 3’den az olan çok duvarlı karbon nano tüplerdir. Moleküler formülü CH3(CH2)11OSO3Na olan sodyum dodesil sülfat (NaDDS veya SDS) Merck markadır. Çözeltileri hazırlamak için bidestile su kullanılmıĢtır. Ultrasonikasyon iĢlemi Hielscher marka sonikatör ve zeta potansiyeli ölçümleri de Malvern marka cihazla yapılmıĢtır. 0 mM, 1 mM, 2 mM, 4 mM, 8 mM ve 12 mM olmak üzere 6 farklı SDS çözeltisi saf su ile hazırlanmıĢtır. Her bir çözeltiye 1mg/1ml oranında KNT ilave edilmiĢ ve 1 saat süre ile ultrasonikasyon iĢlemi yapılmıĢtır. Ardından bu çözeltilerin zeta potansiyelleri ölçülmüĢtür. Her ölçüm 5 kez tekrarlanmıĢ ve değerlerin ortalamaları alınmıĢtır. III. DENEYSEL SONUÇLAR VE TARTIġMA Karbon nano tüp kağıt (buckypaper) üretimi, KNT katkılı kompozit üretimi, solüsyon esaslı yöntemlerle KNT katkılı filmlerin üretimi gibi bir çok uygulamada KNT'lerin çözelti içinde iyi disperse olması ve belirli bir 17 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) süre askıda kalmasına ihtiyaç duyulur [4-5]. Yüzey aktif maddelerin de katkısı ile partiküllerin dağılma kararlılığı zeta potansiyeli ile ölçülebilir. Bu çalıĢmada SDS miktarının zeta potansiyeline etkisi ile nano tüplerin dağılma kararlılığı incelenmiĢtir. ġekil 2 SDS deriĢimine göre zeta (ζ) potansiyelindeki değiĢim grafiğini vermektedir. Ölçümler 1 saat ultrasonik sonikasyondan sonra alınmıĢtır ve her test 5 kez tekrarlanmıĢ ortalama değerleri alınmıĢtır. Negatif değerde artan zeta potansiyeli artan yüzey aktif madde miktarı ile iliĢkilidir. Artan () yük miktarı daha az aglomerasyon eğilimini gösterir. 30 mV’dan daha küçük (mutlak değerce büyük) sayılar dispers partiküllerin aglomere olmayacağını ifade etmektedir [6]. Yüzey aktif maddenin giderilmesi gerektiği için kullanılacak deriĢim kullanım alanına göre de değiĢiklik göstermekle birlikte 2 mM civarında bir değer seçilebilir. Şekil 2. SDS deriĢimine göre zeta (ζ) potansiyelindeki değiĢim ġekil 3 saf su ile 1 mg/ml deriĢiminde hazırlannmıĢ KNT çözeltilerinde yüzey aktif maddenin etkisini göstermektedir. Sağdaki beherde yüzey aktif maddenin varlığı ile KNT'ler iyi bir Ģekilde disperse olmuĢtur. yüzey aktif maddenin bulunmadığı soldaki beherde partiküller dibe çökme eğilimindedir ve aglomere olmuĢlardır. Şekil 3. KNT çözeltisinde yüzey aktif maddenin etkisi KAYNAKLAR [1] Duan, W.H., Wang, Q., Collins, F., "Dispersion of carbon nanotubes with SDS surfactants: a study from a binding energy perspective," Chemical Science, vol. 2, pp.1407-1403, 2011. 18 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) [2] Gogotsi, Y., Nanotubes and Nanofibers, CRC Press, USA, 2006. [3] Kosmulski, M., Prochniak, P., Rosenholm, J.B., "Solvents, in which ionic surfactants do not affect the zeta potential," Journal of Colloid and Interface Science, 342, 110–113, 2010. [4] Tocoglu, U., Alaf, M., Cevher, O., Guler, M.O., Akbulut, H., “The Effect of Oxidants on the Formation of Multi-Walled Carbon Nanotube Buckypaper” Journal of Nanoscience and Nanotechnology, vol. 12 pp. 9169–9174, 2012 [5] Liu X., Huang Z.D., Oh S.W., Zhang B., Ma P., Yuen M.M.F., Kim J., "Carbon nanotube (CNT)-based composites as electrode material for rechargeable Li-ion batteries", Composites Science and Technology, vol. 72, pp. 121–144, 2012. [6] Tummala, N.R., Striolo, A., "SDS Surfactants on Carbon Nanotubes: Aggregate Morphology", ACS Nano, vol. 3, pp. 595-602. 2009. 19 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2148-2330 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) Araştırma Makalesi/Research Article Hidrotermal Yöntem ile ZnO Nanoçubuk Üretimi ZnO Nanorod Synthesis by Hydrothermal Route Deniz GÜLTEKİN1*, Fuat KAYIŞ2, Hatem AKBULUT3 Özet- Tek boyutlu malzemeler nanobilim ve nanoteknoloji için önem arz etmektedir. Boyutlardaki küçülme ile eşsiz elektriksel, mekanik, kimyasal ve optik özellikler elde edilmektedir. Nanoyapılı ZnO malzemeler elektronik, optik ve fotonik olmak üzere ilgi çekici özelliklere sahiptir. ZnO’nun nanoçubuk, nanotel, nanotarak, nanokemer gibi farklı nanoyapıları yoğun bir şekilde çalışılmaktadır. Bu çalışmada, ZnO nanoçubukların hidrotermal yöntem ile üretilmeleri ve karakterizasyon sonuçları sunulmuştur. Anahtar Kelimeler- ZnO, Nanoçubuk, Hidrotermal yöntem Abstract- One-dimensional materials are important for nanoscience and nanotechnology. Decreasing in size provides unique electrical, mechanical, chemical and optical properties. Nanostructured ZnO materials have attractive properties such as electronics, optics and photonics. Different nanostructures of ZnO such as nanorods, nanowires, nanotcombs, nanobelt have being studied intensively. In this study, hydrothermal synthesis of ZnO nanorods and characterization results have been performed. Keywords- ZnO, Nanorod, Hydrothermal route. I. GİRİŞ Nanobilim ve nanoteknoloji 21. yy’ın başlarından itibaren elektronik, malzeme bilimi, kimya, biyoloji, mekanik ve optoelektronik gibi birçok alanda devrimsel nitelikte gelişmelerle hızla ilerlemektedir. En etkileyici gelişmeler ise yarıiletken teknolojisi alanlarında meydana gelmektedir [1]. Nanoyapılı ZnO malzemeler elektronik, optik ve fotonik performansları ile bilim insanlarının yoğun ilgisini çekmektedir [2]. ZnO, geniş bant aralığına (3.37eV) sahip bir yarıiletkendir. Bu özelliği ile kısa dalga boyunda çalışan opto-elektronik uygulamalarda önemi büyüktür. Yüksek eksiton bağlanma enerjisine (60 meV) sahiptir [1-6]. Görünür ışıkta geçirgendir ve dop edilerek iletkenliği arttırılabilmektedir. ZnO nanoyapılar yüzey akustik dalga filtreleri, fotonik kristaller, fotodedektörler, fotodiyotlar, gaz sensörleri, bataryalar, varistörler ve güneş pilleri gibi yüksek teknoloji uygulamalarında yaygın bir şekilde kullanım alanı bulmaktadır [2, 3, 5]. Son yıllarda, özellikle tek boyutlu malzemeler nanobilim ve nanoteknoloji için önem arz etmeye başlamıştır. Boyutlardaki küçülme ile eşsiz elektriksel, mekanik, kimyasal ve optik özellikler elde edilmektedir. ZnO da bu sebeple önemli bir teknolojik malzemedir. ZnO’nun nanoçubuk, nanotel, nanotarak, nanohalka, nanohelezon, nanokemer gibi farklı nanoyapıları olduğu bildirilmektedir. Bu yapılar belirgin büyüme şartları altında başarıyla üretilmektedir [2, 3]. ZnO nanoyapılar ayrıca gaz fazından da büyütülebilmektedir ancak gaz fazından üretim yöntemleri daha komplike ve pahalı olduğundan genellikle solüsyon esaslı üretim teknikleri tercih edilmektedir. Solüsyon esaslı üretimler genel olarak sulu çözeltiler kullanılarak gerçekleştirilmekte ve bu proses hidrotermal üretim metodu olarak adlandırılmaktadır. Hidrotermal yöntemler son yıllarda oldukça ilgi çekmekte ve yönlenmiş nanomalzemelerin üretimi için yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Hidrotermal yöntemle üretilen ZnO nanoçubuklar oksijen boşlukları sebebiyle diğer yöntemlerle üretilenlere göre daha fazla hatalı bölge içermektedir. İç hatalar barındıran nanoçubuklar geçiş metalleri ile katkılama yapılmadan da görünür ışıkta fotokataliz yeteneğine sahiptir [7]. Genel olarak hidrotermal yöntem ile bir altlık üzerinde dikey yönlenmiş ZnO nanoçubuk büyütülmesi prosesi için çekirdekleyici bir tabakanın mevcut altlık üzerine kaplanması gerçekleştirilir. Çekirdekleyici tabaka termodinamik bariyeri düşürerek ZnO nanoçubuk büyümesi için çekirdeklenmeyi teşvik eder. Bir diğer önemli adım NaOH ya da HMT (hegzaminetilentetramin) gibi alkali bir reaktif ve Zn+2 tuzunun (Zn(NO3)2, ZnCl2, vs.) 1*Sorumlu 1*,2,3 yazar iletişim: dkurt@sakarya.edu.tr Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Sakarya Üniversitesi, Esentepe Kampüsü, Sakarya 2,3İletişim: fkayis@sakarya.edu.tr, Akbulut@sakarya.edu.tr 20 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2148-2330 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) sulu çözeltisinin başlangıç solüsyonu olarak kullanılmasıdır. Çekirdekleyici kaplanmış altlıklar bu sulu çözeltinin içerisine daldırılır, belirli sıcaklık ve sürelerde solüsyon içerisinde bekletilerek çekirdekleyici tabaka üzerinde nanoçubukların büyütülmesi gerçekleştirilir [7]. Hidrotermal üretim prosesinde OH– iyon kaynağı olarak kullanılan sodyum hidroksit (NaOH), hegzametilentetramine (HMTA), sodyum karbonat (Na 2CO3), amonyak (NH3) ve etilendiamine gibi çok çeşitli kimyasal bulunmaktadır. NaOH, KOH ya da Na2CO3 kullanıldığında üretim prosesi genellikle yüksek sıcaklıklarda (>100 °C) ve mutlaka otoklav içerisinde belirli bir basınçta gerçekleştirilmektedir. HMTA ya da NH3 seçildiğinde ise proses sıcaklığı 100 °C’nin altında olur ve bu malzemeler atmosferik şartlarda çalışma imkanı sunar [7]. Zn(NO3)2 ve HMTA, ZnO nanoçubukların hidrotermal yöntem ile üretiminde kullanılan kimyasal malzemeler içinde muhtemelen en yaygın kullanılan malzemelerdendir. Zn(NO 3)2, ZnO yapımında gerekli Zn+2 iyonlarını sağlarken, solüsyondaki H2O molekülleri de O–2 iyon kaynağı olmaktadır [8]. HMTA, iyonik olmayan halkalı tertiyer amine olarak da bilinmektedir (Şekil 1) [7-10]. HMT ve Zn-Nitrat kombinasyonu başlangıç malzemesi olarak seçildiğinde ZnO nanoçubukların büyüme prosesi boyunca solüsyon içerisinde meydana gelen kimyasal reaksiyonlar aşağıda verilmiştir [11-17]. Zn(NO3)2 Zn+2 + 2NO-3 (CH2)6N4 + 6H2O 6HCHO + 4NH3 NH4OH NH3 + H2O Zn+2 + 4NH3 Zn[(NH3)4]+2 2H2O H3O+ + OHZn+2 + 2OH Zn(OH)2 Zn(OH)2 ZnO + H2O (1.1) (1.2) (1.3) (1.4) (1.5) (1.6) (1.7) Şekil 1. HMTA moleküler yapısı [8]. HMTA’nın solüsyon içerisindeki tüm fonksiyonları tam olarak anlaşılamamasına rağmen Lewis bazı gibi davranarak iki Zn+2 iyonu arasında bir köprü görevi üstlendiği bilinmektedir. Böylece würtzit ZnO’nun doğası gereği polar yüzeyleri boyunca hızlı büyümesinin yanı sıra, HMTA’nın da polar olmayan yan yüzeylerine bağlanmasıyla yan yüzeylere Zn+2 girişini engelleyerek [0001] yönünde anizotropik büyümesi kolaylaşır. HMTA ayrıca zayıf bir baz ve pH dengeleyici olarak davranarak [7, 8-10, 18-20] termal dekompozisyon esnasında OHiyonlarını yavaş yavaş serbest bırakarak ortam pH’sını ayarlar. Katı bir molekül olup suda hızlıca hidrolize olarak denklemlerde gösterildiği gibi kademeli olarak HCHO ve NH 3 üretir ve moleküler yapısı ile ilişkili olan gerilim enerjisi serbest kalır. Bu kritik bir sentez prosesidir. Eğer HMTA çok hızlı hidrolize olursa çok kısa sürede çok büyük miktarda OH- iyonu üretilir ki bu durumda solüsyondaki Zn+2 iyonları yüksek pH ortamından dolayı çöker. Dolayısıyla ZnO nanoçubuk büyüme prosesi durur [7] . (1.2), (1.3) ve (1.4) reaksiyonlarındaki HMTA dekompozisyonu ile açığa çıkan NH 3’ün iki önemli görevi vardır. İlki Zn(OH)2 oluşumu için gerekli bazik ortamı hazırlar. İkinci olarak ise Zn +2 iyonları ile koordine olur ve sulu Zn+2 iyonlarını stabilize eder. Zn(OH)2 ısıl işlem esnasında dekompoze olarak ZnO yapısını oluşturur. Tüm bu reaksiyonlar kesin bir dengededir ve başlangıç malzemesi konsantrasyonu, büyütme sıcaklığı, büyütme süresi gibi reaksiyon parametrelerinin ayarlanması ile kontrol edilebilir. Genel olarak başlangıç malzeme konsantrasyonu nanoçubuk yoğunluğunu belirlemektedir. Büyütme süresi ve sıcaklık ZnO nanoçubuk morfolojisini ve en-boy oranını etkilemektedir [8-10]. II. DENEYSEL ÇALIŞMALAR Hidrotermal yöntem ile üretilecek ZnO nanoçubukların büyütülmesi için öncelikle FTO kaplı cam altlık malzemesi üzerine çekirdekleyici bir tabakanın biriktirilmesi gerekmektedir. Elektrod olarak çalışacak parçanın 21 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2148-2330 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) hazırlanması için FTO kaplı cam altlıklar öncelikle su ve etanol ile yapılan yüzey temizlenme işlemini takiben, kaplanacak yüzey maskelenerek çekirdekleyici tabaka kaplanması için hazırlanmıştır. Çekirdekleyici tabaka ZnO’nun altlık üzerindeki çekirdeklenme prosesini önemli düzeyde etkilemektedir. Çekirdekleyici içerisindeki nanotaneler ve aktif çekirdekleyici bölgeler çekirdeklenmeyi ve ZnO kristal büyümesini hızlandırmakta ve ZnO nanoçubuk oluşumunu tetiklemektedir [21]. Aktif çekirdeklenme bölgelerinin bulunması termodinamik bariyeri düşürerek çekirdeklenme ve kristal büyümesi prosesini desteklemektedir [7, 21]. Çekirdekleyici ZnO tabakasının üretilmesi amacıyla Zn kaynağı olarak kullanılan çinko asetat dihidrat, 100 ml etanol içerisinde çözülmüştür. OH- iyon kaynağı olarak MEA ilave edilerek solüsyon 1 saat boyunca karıştırılmış, 24 saat yaşlandırma işlemine tabii tutulmuştur. Daldırma kaplama yöntemi ile 5 kat olmak çekirdekleyici tabaka kaplama gerçekleştirilmiştir. 400° C’de 1 saat ısıl işlem uygulandıktan sonra geçirgen ince film kaplama elde edilmiş daha sonra ZnO nanoçubuk üretim prosesine geçilmiştir. ZnO nanoçubukların üretilmesi için Zn kaynağı olarak Zn Nitrat (Zn(NO 3)2), çözücü olarak ise saf su (H2O) kullanılmıştır. 100 ml saf su içerisinde 0,025 molariteye sahip solüsyon elde edilecek miktarda Zn-Nitrat ve sisteme gerekli OH- iyonlarının kazandırılması amacıyla 1:1 oranlarında hegzametilentetramine (HMTA) ilave edilerek solüsyon 1 saat boyunca önce oda sıcaklığında karıştırılmıştır. Kaplama işlemine başlamadan önce çekirdekleyici tabaka kaplanmış cam altlıklar, ZnO nanoçubuk büyütülmesi hedeflenen yüzeyleri dışında kalan tüm alanlar tekrar maskelenmiştir. Zn-Nitrat-HMTA sulu çözeltisi içerisine gömülen altlıklar 90 °C’de 1 saat bekletilerek ZnO nano-çubukların büyütülmesi gerçekleştirilmiştir. Üretimi gerçekleştirilen nanoçubuklar saf su ile yıkandıktan sonra kurutularak SEM ve XRD analiz yöntemleri ile karakterize edilmiştir. III. SONUÇLAR Hidrotermal yöntem ile sulu solüsyondan ZnO nanoçubukların büyütülmesi prosesi ardından yapılan XRD karakterizasyonu sonucu Şekil 2’de görülmektedir. Analiz sonucu elde edilen kırınım incelendiğinde nanoçubukların (002) c-ekseninde baskın yönlenme gösterdiği, bununla birlikte (100) ve (101) yönlenmelerinin de mevcut olduğu görülmektedir. Yönlenme, ZnO nanoçubukların önemli parametrelerinden biridir ve özellikleri üzerinde önemli rol oynar. Çok sayıda araştırmacı çalışmalarında [8, 22, 23] yönlenmenin altlık ve çekirdekleyici tabakanın özelliklerinden etkilendiğini, çekirdekleyici tabakanın kalınlık, pürüzlülük ve kristal kalitesinin ZnO nanoçubukların yönlenmesi üzerine etkilerini bildirmişlerdir. Ancak yine de yönlenmeyi etkileyen parametreler halen tam olarak anlaşılamamış ve çalışılmakta olan bir durumdur. Şekil 2. ZnO nanoçubukların XRD analiz sonuç grafiği Zayıf kristal karakteristiğine sahip ince çekirdekleyici tabaka zayıf yönlenme düzenine sebep olurken, düzgün dikey yönlenmiş nanoçubuklar kaliteli kristalin yapıdaki daha kalın çekirdekleyici tabaka üzerinde elde edilebilir [22]. Şekil 3’de verilen SEM analiz görüntüsü incelendiğinde, düzgün dikey yönlenmiş hegzagonal şekle sahip ZnO nanoçubukların varlığı görülmekle birlikte, nanoçubukların yaklaşık olarak 150-250 nm arasında bir çap 22 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2148-2330 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) boyut dağılımına sahip olduğu anlaşılmaktadır. Çekirdekleyici tabakanın dikey olarak iyi yönlenmiş ZnO nanoçubuklarının üretimine imkan verdiği ve nanoçubukların morfolojisi, yoğunluk ve boyutları gibi özelliklerinin çekirdekleyici tabakaya bağlı olarak da kontrol altında tutulabileceği anlaşılmıştır. Şekil 3. ZnO nanoçubukların yüksek büyütmelerde elde edilmiş SEM görüntüleri. . TEŞEKKÜR Yazarlar bu çalışmaya 2009-50-02-023 ve 2010-01-08-016 numaralı bilimsel araştırma projeleri ile destek sağlayan Sakarya Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projeleri Komisyonuna (BAPK) teşekkür eder. KAYNAKLAR [1] Steiner, T., Semiconductor nanostructures for optoelectronic applications, Artech House, Londra, 2004. [2] Baruah, S., Dutta, J. ―Hydrothermal growth of ZnO nanostructures‖, Sci. Technol. Adv. Mater., vol. 10, 013001, pp.18, 2009. [3] Kołodziejczak-Radzimska, A., Jesionowski, T., ―Zinc oxide—from synthesis to application: a review‖, Materials, vol. 7, pp. 2833-2881, 2014. [4] Özgür, Ü., Alivov, Y.I., Liu, C., Teke, A., Reshchikov, M.A., Doğan, S., Avrutin, V., Cho, S.-J., Morkoç, H., ―A comprehensive review of ZnO materials and devices‖, Journal of Applied Physics, vol. 98, 041301, pp 103, 2005. [5] Ivanova, T., Harizanova, A., Koutzarova, T., Vertruyen, B., ―Optical characterization of sol-gel ZnO:Al thin films‖, Superlattices and Microstructures, vol. 85, pp.101-111, 2015. [6] Wang, Z. L., ―Zinc oxide nanostructures: growth, properties and applications‖, J. Phys. Condens. Matter., vol. 16, pp. 829-858, 2004. [7] Zhang, Y., Ram, M.K., Stefanakos, E.K., Goswami, D.Y., ―Synthesis, characterization and applications of ZnO nanowires‖, Journal of Nanomaterials, vol. 624520, pp. 22, 2012. [8] Xu, S., Wang, Z.L., ―One-dimensional ZnO nanostructures: solution growth and functional properties‖, Nano Res., vol. 3,no.9, pp. 676–684, 2010. [9] Sun, Y., Rogers, J.A., ―Semiconductor nanomaterials for flexible technologies from photovoltaics and electronics to sensors and energy storage/harvesting devices‖, Micro and Nano Technologies, vol. A, pp. 291, 2010. [10] Kuncser, V., Miu, L., Size effects in nanostructures, basics and applications, Springer-Verlag. 1.st ed., 2014, pp. 321. 23 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2148-2330 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) [11] Fujihara, S., Sasaki, C., Kimura, T., ―Crystallization behavior and origin of c- axis orientation in sol-gelderived ZnO:Li thin films in glass substrates‖, Appl. Surf. Sci., vol. 180, pp. 341–350, 2001. [12] Lv, J., Liu, C., Wang, F., Zhou, Z., Zi, Z., Feng, Y., Chen, X., Liu, F., He, G., Shi, S., Song, X., Sun., Z. ―Influence of solution concentrations on surface morphology and wettability of ZnO thin films‖, Electronic Materials Letters, vol. 9, no.2, pp. 171-176, 2013. [13] Rao, J., Winfield, R.J., Koh, L.H.K., O'Brien, S., Crean, G.M., ―Patterned transparent zinc oxide films produced by sol–gel embossing‖, Physica status solidi (a), vol. 205, no.8, pp. 1938-1942, 2008. [14] Hagfeldt, A., Boschloo, G., Sun, L., Kloo, L., Pettersson, H., ―Dye-sensitized solar cells‖, Chem. Rev., vol. 110, pp. 6595–6663, 2010. [15] Znaidi, L., Chauveau, T., Tallaire, A., Liu, F., Rahmani, M., Bockelee, V., Vrel, D., Doppelt, P., ―Textured ZnO thin films by sol–gel process: synthesis and characterizations‖, Thin Solid Films, in press, 2015. [16] Sakthivelu, A., Saravanan, V., Anusuya, M., Prince, J.J., ―Structural, morphological and optical studies of molarity based ZnO thin films‖, Journal of Ovonic Research, vol. 7, no. 1, pp.1-7, 2011. [17] Jiwei, Z., Liangying, Z., Xi, Y,. ―The dielectric properties and optical propagation loss of c-axis oriented ZnO thin films deposited by sol-gel process‖, Ceram. Int., vol. 26, no. 8, pp. 883-885, 2000. [18] Wang, S.-F., Tseng, T.-Y., Wang, Y.-R., Wang, C.-Y., Lu, C.-C., ―Effect of ZnO seed layers on the solution chemical growth of ZnO nanorod arrays‖, Ceramics International, vol. 35, pp.1255–1260, 2009. [19] Zhitao, H., Sisi, L., Jinkui, C., Yong, C., ―Controlled growth of well aligned ZnO nanowire arrays using the improved hydrothermal method‖, Journal of Semiconductors, vol. 34, no. 6, pp. 1-6, 2013. [20] Polsongkram, D., Chamninok, P., Pukird, S., Chow, L., Lupan, O., Chai, G., Khallaf, H., Park, S., Schulte, A., ―Effect of synthesis conditions on the growth of ZnO nanorods via hydrothermal method‖, Physica B., vol. 403, pp. 3713– 3717, 2008. [21] Gao, X.-D., Li, X.-M., ―ZnO submicron structures of controlled morphology synthesized in zinchexamethylenetetramine-ethylenediamine aqueous system‖, J. Mater. Res., vol. 22, pp. 7, 2007. [22] Ji, L.-W., Peng, S.-M., Wu, J.-S., Shih, W.-S., Wu, C.-Z., Tang, I.-T., ―Effect of seed layer on the growth of well-aligned ZnO nanowires‖, Journal of Physics and Chemistry of Solids, vol.70, 1359–1362, 2009. [23] Amin, G., Asif, M.H., Zainelabdin, A., Zaman, S., Nur, O., Willander, M., ―Influence of pH, precursor concentration, growth time, and temperature on the morphology of ZnO nanostructures grown by the hydrothermal method‖, Journal of Nanomaterials, vol. 269692, pp.9 , 2011. 24 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2148-2330 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) Araştırma Makalesi/Research Article ZnO İnce Film Kaplamaların Kıvrımlı Ağ Morfolojisinin İncelenmesi Examination of Wrinkle Network Morphology of ZnO Thin Film Coatings Deniz GÜLTEKİN1*, Fuat KAYIŞ2, Hatem AKBULUT3 Özet. Bu çalışmada ZnO ince film kaplamalar sol-jel yöntemi ile üretilmiş, SEM ve XRD analiz cihazları ile karakterize edilmiştir. Üretim sonrası ince film kaplamada görülen kıvrımlı ağ morfolojisi üzerine incelemeler gerçekleştirilmiştir. Anahtar Kelimeler- ZnO, İnce film, Nanoyapı, Sol-jel, Kıvrımlı ağ Abstract. In this work, ZnO thin film coatings have been synthesized by sol-gel method and characterized by SEM and XRD analysis devices. Wrinkled morphologies of thin films which seen after the production procedure have been examined. Keywords- ZnO, Thin film, Nanostructure, Sol-gel, Wrinkled network I. GİRİŞ ZnO, yüksek kimyasal- ve foto-kararlılık, yüksek eksiton bağlanma enerjisi (60 meV) ve geniş bant aralığı (3.37eV) gibi eşsiz fiziksel ve kimyasal özellikleri ile yaygın çalışma alanına sahip ilgi çekici bir yarıiletken malzemedir [1]. Nanoyapılı ZnO çok farklı üretim yöntemleri ile üretilebilmektedir. Özellikle sol-jel metodu düşük sıcaklıklarda işlem yapabilme, kolay kompozisyon kontrolü, düşük maliyet, homojen ve kolay üretim gibi özellikleri ile yaygın bir şekilde kullanılmaktadır [2]. Sol jel yöntemi diğer kaplama tekniklerine nazaran uygulaması kolay bir yöntem olması ile birlikte dikkat edilmesi ve araştırılması gereken noktalar mevcuttur. Sol konsantrasyonu, ön ısıtma sıcaklığı, ısıl işlem sıcaklığı, yaşlandırma süresi gibi üretim parametreleri, kaplama kalitesini önemli ölçüde etkileyen faktörlerdir. Bu çalışmada ZnO ince film kaplamaların sol-jel yöntemi ile üretimi gerçekleştirildikten sonra SEM ve XRD analiz cihazları ile karakterizasyonu yapılmıştır. Üretim sonrası ince film kaplamada görülen kıvrımlı ağ morfolojisi üzerine incelemeler gerçekleştirilmiştir. II. DENEYSEL ÇALIŞMALAR ZnO ince filmlerin üretiminde altlık malzemesi olarak 2,2 mm kalınlıkta, bir yüzeyi flor katkılı kalayoksit (SnO2:F) ile kaplı (FTO) soda camı kullanılmıştır. Kaplama öncesi cam altlık malzemeler çift destile su ve etanol ile yıkanarak temizlenmiş ve 5x5 cm boyutlarında kesilmiştir. ZnO ince film kaplamaların üretilmesi amacıyla sol-jel yöntemi ile elde edilen solüsyonlar, daldırma kaplama tekniği kullanılarak cam altlıklar üzerine biriktirilmiştir. Çinko kaynağı olarak çinko asetat dihidrat (Zn(CH3COO)2.2H2O) ve çözücü olarak etanol (C2H5OH) kullanılmıştır. Çinko kaynağı olarak kullanılacak başlangıç kimyasalları çok çeşitlidir: nitratlar, klorürler, perkloratlar ve etoksit, propokside gibi alkoksitler. Ama en yaygın kullanım alanı olan başlangıç malzemesi asetat dihidrattır. Düşük maliyet, kolay kullanım ve ticari olarak yaygın bulunma gibi özellikleriyle metal tuzları geniş uygulama alanı bulan önemli başlangıç malzemelerindendir. pH dengeleyici olarak solüsyon içerisine belirli oranlarda monoetanolamine (MEA = H2N-CH2CH2OH) katılmıştır. Asetat, nitrat gibi hidratlı çinko tuzları 1*Sorumlu 1*,2,3 yazar iletişim: dkurt@sakarya.edu.tr Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Sakarya Üniversitesi, Esentepe Kampüsü, Sakarya 2,3İletişim: fkayis@sakarya.edu.tr, Akbulut@sakarya.edu.tr 25 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2148-2330 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) Monoetanolamine mevcudiyetinde etanol içerisinde çözünürler [3]. Üretim aşamasında MEA, farklı molar oranlarda hazırlanan solüsyonlar homojen, berrak ve geçirgen bir hale gelene kadar bir şırınga yardımı ile kontrollü bir şekilde ilave edilmiştir. Konsantrasyonun etkisinin araştırılması amacıyla başlangıç malzemeleri uygun oranlarda ölçülerek nihai solüsyonlar 0,5 M konsantrasyona sahip olacak şekilde beher içerisinde manyetik karıştırıcı yardımı ile karıştırmaya başlanmış, bu esnada MEA ilavesi yapılarak karıştırmaya devam edilmiştir. Karıştırma süresi 1 saat, sıcaklık ise 60 °C olarak belirlenmiştir. Bir saat sonunda oda sıcaklığına soğutulan solüsyonların homojen ve saydam oldukları, herhangi bir topaklanma ya da çökelmenin olmadığı gözlemlenmiştir. 24 saat süre ile yaşlandırma işlemine tabi tutulduktan sonra 5 kat kaplama işlemi gerçekleştirilmiştir. Her bir kaplama adımından sonra numuneler etüvde 100 °C’de 10 dakika bekletilerek kurutulmuş, daha sonra oda sıcaklığına soğutularak bir diğer kaplama işlemi uygulanmıştır. Son kaplama adımından sonra yine etüvde kurutulan numuneler 400 °C’de açık atmosfer şartlarında fırın içerisinde 1 saat nihai ısıl işleme tabi tutulmuştur. Kaplama morfolojileri ve detaylı yapısal analizler SEM ve XRD cihazları ile analiz edilmiştir. III. SONUÇLAR VE TARTIŞMA ZnO ince film kaplama üretimi gerçekleştirildikten sonra yapılan X-ışınları analiz sonuç grafiği Şekil 1’de verilmiştir. Grafik genel olarak incelendiğinde, üretilen tüm ince filmin çok kristalli yapıda olduğu, ZnO vürtzit yapısının karakteristik pikleri (JCPDS kart no: 01-076-0704) olan (100), (002), (101), (102), (110), (103) ve (201) düzlemlerinin varlığı görülmektedir. ZnO ince film kaplamaların kalitesi ve tercihli kristal yönlenmeleri sol konsantrasyonu, ısıl işlem sıcaklığı, film kalınlığı ve kullanılan altlık malzemesi ve benzeri üretim parametrelerine bağlı olarak değişmektedir [4-8]. Üretilen ince film kaplamada (100) ve (101) düzlemlerinde tercihli yönlenme görülmektedir. Şekil 1. ZnO ince film kaplamanın XRD analiz sonuç grafiği ZnO ince film kaplamanın SEM analiz görüntüleri Şekil 2’de verilmiştir. Film morfolojisi genel olarak incelendiğinde kaplamanın homojen olarak tüm altlık yüzeyini kapladığı, herhangi bir çatlak, deformasyon ya da kaplanmamış bir bölgenin bulunmadığı görülmektedir. İnce film kaplamanın uniform boyut dağılımlı ağaç dalları ya da dağlar gibi kıvrımlı yapıya sahip olduğu görülmektedir. Bu yer yer kısmi silindirik dallar, birbirleriyle bağlı küresel ve eş eksenli nano partiküllerin bir araya gelerek dar ya da geniş sırtlı kıvrımlarla poroz ZnO ağı oluşturması sonucu meydana gelmektedir. Nano-duvarlar [9] olarak da adlandırılabilen bu yapılara benzer yüzey görüntülerine sahip çalışmalar literatürde mevcuttur [10, 11]. Bu tür bir nanoyapılı yüzey morfolojisinin Zn-asetat, etanolik çözücü ve monoetanolamine başlangıç malzemelerinin kombinasyonundan da etkilenmektedir [10]. Üretilen filmde kıvrımlı desene sahip yüzey morfolojisinin görülmesinin izahı esas olarak ısıl proses esnasında uçucu bileşenlerin uzaklaşması ile kaplama yapısında meydana gelen gerilimin gevşemesi ile ortaya çıktığı şeklindedir. Gerilim gevşemesi sebebiyle ince filmlerde desen oluşumu doğada ve teknolojide sıklıkla karşılaşılan bir durumdur. Bu desenlerden biri de kırışıklık ya da kıvrım (wrinkle) olarak adlandırılan yüzey desenleridir. Bu kıvrımlı desenler aynı zamanda baskın izotropik dalgalanmalar şeklinde de görülebilmektedir [11]. 26 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2148-2330 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) Şekil 2. Kıvrımlı ağ morfolojisine sahip ZnO ince film kaplamanın SEM analiz görüntüsü Sol-jel yöntemi ile üretilen ince filmlerde, film ve altlık malzemenin termal genleşme katsayıları arasındaki farktan meydana gelen basma gerilimi de kuruma prosesi boyunca meydana gelmektedir ki bu da jelleşen ince filmin kıvrılması-kırışması ya da bükülmesine sebep olabilmektedir [11]. Kuruma prosesi boyunca çözücünün uzaklaşması sebebiyle meydana gelen gerilim gevşemesi ile kaplama yapısı Şekil 3’de verilen ağaç köklerinin kıvrımlarına benzer bir yapı şeklinde ya da iskelet dalları formunda izotropik dalgalı uniform olmayan nano-desenlere sebep olmaktadır. Desenlerin, kalınlığın dörtte üçü boyunda olacak şekilde bir ilişki oluşturan baskın bir dalga boyu düzeni vardır [4]. Şekil 3. Literatürde ZnO kıvrımlı kaplama yapısının ağaç kök dallarının yapısı ile karşılaştırılması [12]. Kalıntı çözücünün filmden uzaklaşmasıyla meydana gelen hacimsel zorlanmadaki artış sebebiyle, jelleşen filmin yoğunlaşması da artar. Kuruma prosesi boyunca buharlaşmaya başlamasıyla birlikte kıvrım ağı yapısı da oluşmaya başlar. Bu proses boyunca kıvrım ağının, katı-sıvı arayüzeyi yerine katı-buhar arayüzeyi tarafından sağlanan geniş arayüzey enerjisi ile dış ortama maruz kalmasıyla çözücü yapıdan çekilir; ağ yapısının kendiliğinden daralmasına sebep olan ve Darcy kanununu sağlayan bir kitle taşıma durumu oluşturur. Elde edilen ağlar, solvent yapının içinden yapının yüzeyine doğru kapiler basınç gradyanı tarafından çekilirken genellikle altlığa tutunmuş birbirlerine bağlı iskelet dalları şeklinde bir yapı sergiler. Böylece iki tabaka arasındaki termal genleşme katsayıları arasındaki fark tarafından meydana gelen termal gerilim durumunda olduğu gibi, kuruma prosesi de iç gerilime sebep olur. İşte bu iç gerilim jelleşen ince filmin çatlamasına değil kıvrılmasına sebep olmaktadır [4]. Kıvrım desenli morfoloji, gerilim alanları tarafından kontrol edilmektedir. Bu kıvrımların kontrollü çekirdeklenmesi ve büyütülmesi ile morfolojinin gerilim alanlarından nasıl etkilendiği belirlenebilmektedir [13]. TEŞEKKÜR Yazarlar, bu çalışmaya 2009-50-02-023 ve 2010-01-08-016 numaralı bilimsel araştırma projeleri ile destek sağlayan Sakarya Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projeleri Komisyonuna (BAPK) teşekkür eder. KAYNAKLAR [1] Kołodziejczak-Radzimska, A., Jesionowski, T., “Zinc oxide—from synthesis to application: a review‖, 27 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2148-2330 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) Materials, vol. 7, pp. 2833-2881, 2014. [2] Kao, M. C., Chen, H. Z., Young S. L., ―Effects of preannealing temperature of ZnO thin films on the performance of dye-sensitized solar cells‖, Applied Physics A, vol. 98, no. 3, pp 595-599, March 2010. [3] Kanmani, S.S., Ramachandran, K., Umapathy, S., ―Eosin yellowish dye-sensitized ZnO nanostructurebased solar cells employing solid peo redox couple electrolyte‖, International Journal of Photoenergy, 267824, pp. 8 , 2012. [4] Dutta, M., Mridha, S., Basak, D., ―Effect of sol concentration on the properties of ZnO thin films prepared by sol–gel technique‖, Applied Surface Science, vol. 254, pp. 2743–2747, 2008. [5] Tsaya, C-Y., Fana, K-S., Chena, S-H.,Tsai, C-H., ―Preparation and characterization of ZnO transparent semiconductor thin films by sol–gel method‖, Journal of Alloys and Compounds, vol. 495, pp. 126–130, 2010. [6] Lv, J., Liu, C., Gong, W., Zi, Z., Chen, X., Huang, K., Wang, T., He, G., Song, X., Sun, Z., ―Effect of solution concentrations on crystal structure, surface topographies and photoluminescence properties of ZnO thin films‖, Superlattices and Microstructures, vol. 51, no.6, pp. 886-892, 2012. [7] Kim, Y.-S., Tai, W.-P., Shu, S.-J. ―Effect of preheating temperature on structural and optical properties of ZnO thin films by sol–gel process‖, Thin Solid Films, vol. 491,no. 1–2, pp.153–160, 2005. [8] Fujihara, S., Sasaki, C., Kimura, T., ―Crystallization behavior and origin of c- axis orientation in sol-gelderived ZnO:Li thin films in glass substrates‖, Sci.Appl. Surf. Sci., vol. 180, pp. 341–350, 2001. [9] Tiwari, J.N., Kwang, R.N., Kim, S., K.S., ―Zero-dimensional, one-dimensional, two-dimensional and three-dimensional nanostructured materials for advanced electrochemical energy devices‖, Progress in Materials Science, vol. 57, pp. 724–803, 2012. [10] Bu, I.Y.Y., Cole, M.T., ―A highly conductive and transparent solution processed AZO/MWCNT nanocomposite‖, Ceramics International, vol. 40, no.1A, pp. 1099-1104, 2014. [11] Kwon, S.J., Park, J.-H., Park, J.-G., ―Wrinkling of a sol-gel-derived thin film‖, Physical Review E. , vol. 71, pp. 011604, 2005. [12] Raj, C.J., Karthick, S.N., Hemalatha, K.V., Kim, S.-K., Kim, B.C., Yu, K.-H., Kim, H.-J., ―Synthesis of self-light-scattering wrinkle structured ZnO photoanode by sol–gel method for dye-sensitized solar cells‖, Appl. Phys. A., vol. 116, pp. 811–816, 2014. [13] Budrikis, Z., Sellerio, A.L., Bertalan, Z., Zapperi, S., ―Wrinkle motifs in thin films‖, Sci. Rep., vol. 5, pp. 8938, 2015. 28 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) İnşaat İşlerinde Mevzuatlarla İş Sağlığı ve Güvenliği Occupational Health and Safety with Regulations in Construction Works Özlem ÇALIŞKAN1*, Cenk KARAKURT2, Fatih TOZLUTEPE3 Özet- 30 Haziran 2012 tarihinde Çalışma Sosyal Güvenlik Bakanlığı tarafından 6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu yayınlanmıştır. Bu kanun tüm işyerlerini kapsamaktadır. İnşaat Sektörü risk gurubu olarak çok tehlikeli sınıfta yer almaktadır. Gerek risk guruplarının çok kısa zaman aralıkları ile değişkenlik arz etmesi gerekse iş kazaları meslek guruplarına göre değerlendirildiğinde inşaat yapım işlerinin ilk üç sırada yer almasından dolayı inşaat işleri mevcut yönetmelikler ve tebliğlerle değerlendirilmiştir. Bu çalışmada inşaat işleri bölümlerinden bazılarının, yürürlükte olan yönetmeliklerle değerlendirilmesi yapılmıştır. Anahtar Kelimeler- İnşaat işleri, betonarme imalat, yüksekte çalışma, prefabrik elemanlar Abstract- 6331 dated June 30, 2012 Date of Labour Occupational Health and Safety has been published by the Ministry of Social Security laws. This law covers all workplaces. Construction is located in a very dangerous class as a risk group. Both risk groups to supply variability with very short time intervals as well as occupational accidents are evaluated according to occupational group due to take place the first three rows of the construction works and construction works are considered liabilities with current regulations and communiqués. In this study it is evaluated by the legislation on the construction of the section. Keywords- Construction works, reinforced concrete working at heights, prefabricated elements I. GİRİŞ Yalnızca ülkemizde değil, tüm dünyada iş kazaları ile işçi sağlığı ve iş güvenliği sorunları oldukça ciddi boyutlara ulaşmıştır. Ülkemizde ise inşaat sektöründe meydana gelen iş kazalarının oranı diğer sektörlere göre oldukça yüksektir. Bunun en önemli nedenlerinden biri de inşaat sektörünün kendine özgü koşullarının bulunmasıdır. Yapının türüne bağlı olarak farklı riskler ve farklı iş kazaları gündeme gelmektedir. Şantiye türlerine göre iş kazası dağılımlarına bakıldığında bina şantiyeleri ilk sırada yer almaktadır. İş sağlığı ve güvenliğine ilişkin tehlike sınıfları listesi tebliğine göre, bina inşaatı ve tamiratı, bina yıkımı işleri, iskele, liman, mendirek inşaat ve tamiratı, bina dışı elektrik, gaz, telgraf, telefon, tesisatı ve havai hat boru hattı inşaat, tamirat ve bakım işleri çok tehlikeli sınıfta yer almaktadır [1]. II. İNŞAAT İŞLERİNİN BÖLÜMLERİNE GÖRE İNCELENMESİ A. Hafriyat İşleri Hafriyat kazı işlerinin tümüne verilen addır. Kazıdan çıkan malzemenin bir depolama alanına dökülmesi ve burada düzeltilmesi de bu kavramın içinde yer almaktadır. Kazı işleri el ve kürek, kazma gibi aletlerle yapılabileceği gibi ekskavatör, greyder, loder gibi iş makineleri kullanılarak da yapılabilir. Hafriyat yapanlar, hafriyat toprağının çıkartılması sırasında gürültü ve görüntü kirliliği ile toz emisyonlarını azaltacak tedbirleri almak ve faaliyet alanının çevresini kapatmakla yükümlüdür. Hafriyat toprağının çıkartılması sırasında doğal drenaj sistemleri korunur ve olabilecek erozyona karşı önlem alınır. Hafriyat yapan kişi/kuruluş hafriyat toprağının çıkarılması esnasında hafriyat alanının yanındaki binaları, doğal drenaj, enerji ve telekomünikasyon tesislerini/sistemlerini, kaldırım ve yol kaplamasını korumak, olabilecek hasar ve erozyona karşı önlem almakla yükümlüdür [2]. 1*Sorumlu 1*, 2 yazar iletişim: ozlem.caliskan@bilecik.edu.tr İnşaat Mühendisliği Bölümü, Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi, Gülümbe Kampüsü, Bilecik 2,3İletişim: cenk.karakurt@bilecik.edu.tr, fatihtozlutepe@gmail.com A2 Mimarlık Mühendislik İnşaat San. Tic. Ltd. Şti., Eskişehir 3 29 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) Kazı işine başlanmadan önce aşağıda belirtilen hususlara uyulur: Kazının bitişik yapıları etkileyip etkilemeyeceği araştırılır ve etkileme ihtimali mevcut ise kazı başlamadan önce gerekli tedbirler alınır. Yer altı kabloları, gaz boruları, su, kanalizasyon ve diğer dağıtım sistemlerinin yerleri belirlenir ve bunlardan kaynaklanabilecek tehlikeleri asgariye indirmek için gerekli tedbirler alınır. Meskûn mahallerde, yapı alanının çevresi yeterli yükseklik ve sağlamlıkta uygun malzemeden yapılmış perde ile çevrilerek ikaz ve uyarı için gerekli düzenlemeler yapılır, bunlar yapının bitimine kadar bu şekilde korunur. Meskûn mahallerin dışında yapılan kazıların kenarlarına uyarı şeritleri çekilerek ikaz levhaları asılır [3]. B. Yıkım İşleri Yıkım, yönetmeliklere uygun olmayan veya kullanım süresini tamamlamış yapıların bertaraf edilmesi işidir. Yıkımı yapılacak yapıların içlerindeki geri kazanılabilir malzemelerin öncelikle ayrıştırılması ve geri kazanılması esastır. Yıkımın hidrolik ekipmanlara sahip iş makineleri ile yapılması durumunda, kolon ve kiriş gibi beton yapılar kesilir veya parçalanır. Yıkım işlemleri sırasında gürültü, toz ve görüntü kirliliği ile ilgili olarak yönetmelikte belirtilen tedbirler alınır. Hafriyat, inşaat/tamirat/tadilat ve yıkım işlemleri sırasında oluşacak gürültü emisyonları ile ilgili olarak, 11/12/1986 tarihli ve 19308 sayılı Resmî Gazete’de yayımlanarak yürürlüğe giren Gürültü Kontrol Yönetmeliği esaslarına uyulur [2]. Şantiye alanlarından çevreye yayılan gürültü seviyesi ve gürültünün önlenmesine ilişkin kriterler aşağıda belirtilmiştir: a) Şantiye alanındaki faaliyet türlerinden çevreye yayılan gürültü seviyesi Ek-VII’de yer alan Tablo-5’te verilen sınır değerleri aşamaz. b) Konut bölgeleri içinde ve yakın çevresinde gerçekleştirilen şantiye faaliyetleri gündüz zaman dilimi dışında akşam ve gece zaman dilimlerinde sürdürülemez. c) Haftasonu ve resmî tatil günlerinde gerçekleştirilecek şantiye faaliyetlerine, konut bölgeleri ve yakın çevresinden gelen şikayetlerin yoğunluğu dikkate alınarak, İl Mahalli Çevre Kurulu Kararı ile yasaklama getirilebilir. ç) Kamu yararı gerektiren baraj, köprü, tünel, otoyol, şehir içi anayol, toplu konut gibi projelerin inşaat faaliyetleri ile şehir içinde gündüz trafiği engelleyecek inşaat faaliyetleri gündüz zaman diliminde çalışmamak koşuluyla Ek-VII’de yer alan Tablo-5’teki gündüz değerlerinden akşam için 5 dBA, gece için 10 dBA çıkartılarak elde edilen sınır değerlerin sağlanması ve bu kapsamda alınacak İl Mahalli Çevre Kurulu Kararı ile sürdürülebilir. d) Şantiye faaliyeti sonucu oluşabilecek darbe gürültüsü, LCmax gürültü göstergesi cinsinden 100 dBC’yi aşamaz. e) Faaliyet sahibi tarafından şantiye alanında; inşaatın başlama, bitiş tarihleri ve çalışma periyotları ile büyükşehir belediyesi veya il/ilçe belediyesinden alınan izinlere ilişkin bilgiler inşaat alanında herkesin kolayca görebileceği bir tabelada gösterilir. f) Tatil beldelerinde ve turistik alanlarda gerçekleştirilen tüm şantiye faaliyetleri büyükşehir belediyesi ve/veya il/ilçe belediyesinin kararı doğrultusunda hafta sonları veya bir kaç ay süre ile tamamen durdurulabilir. [4]. Oluşacak toz emisyonlarının asgariye indirilmesi, görüntü kirliliğinin önlenmesi ve gerekli emniyet koşularının sağlanması amacı ile tadilat/yıkım yapılacak binaların dış cephesi yırtılmaz ve tutucu özelliğe sahip file ve benzeri malzeme ile koruma altına alınır [5]. Yıkım işlerinde aşağıdaki hususlara uyulur: Yıkımdan önce yapının içindeki ve etrafındaki havagazı, su ve elektrik bağlantıları kesilir ve yıkılacak kısmın etrafında, güvenlik alanı bırakılarak gerekli tedbirler alınır. Yıkım işleri, ilgili standartlar ve konuya ilişkin mevzuat hükümlerine uygun şekilde yürütülür. Çalışmalarda uygun çalışma yöntemleri ve ekipmanlar kullanılır, gerekli tedbirler alınır. Çalışmalar, işveren tarafından görevlendirilen ehil kişinin gözetimi altında planlanır ve yürütülür. Yıkım esnasında toz kalkmaması ve yıkılan kısma ait malzeme ve molozların çalışma ortamından güvenli bir şekilde uzaklaştırılması için gerekli tedbirler alınır [5]. 30 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) C. Betonarme Kalıp İşleri Beton ve betonarme yapı elemanlarının inşasında, yerine dökülen betonun projedeki biçimde durmasını sağlamak için kullanılan yüzey kaplama ile bu kaplamanın bağlanması ve desteklenmesi için kullanılan parçalardan meydana getirilen sisteme kalıp denir. Betonarme kalıpları projesine uygun olarak, gerektiğinde çelik çubukların yerine konulup bağlanmasını sağlamak, karılmış betona istenilen şekli vermek, prizini alıncaya kadar ağırlığını taşımak ve yanlara basıncını önlemek üzere geçici olarak yapılır. Kalıp işleri işveren tarafından görevlendirilen ehil kişi gözetiminde ve konu ile ilgili tecrübe sahibi çalışanlarca yapılır. Kalıp panolarının, geçici destek ve payandaların üzerlerine binen yüke ve gerilime dayanacak şekilde planlanması, tasarlanması, kurulması ve korunması sağlanır. Çalışanları, kalıp sisteminin geçici dayanıksızlık veya kırılganlığından kaynaklanan risklerden korumak için yeterli tedbirler alınır. Betonarme kalıplarının yeterliliği her beton dökümünden önce kontrol edilir. Özellikle kayar kalıp, tünel kalıp ve masa kalıplardaki bağlantı yerleri, sabitleme elemanları, tijler, hidrolik hortumları, taşıma yerleri, pano krikoları, teker sistemleri, fiş krikoları, yayların aksları ve hareketli parçalar, sapma pimler, ağ sistemleri ve benzeri kalıp parça ve unsurları düzenli olarak ve her kullanımdan önce kontrol edilerek deformasyona uğramış ve güvenliği tehlikeye atabilecek durumda olanların kullanılmasına müsaade edilmez. Kalıp sökme işi için izlenecek çalışma yöntemi, parçaların hangi sırayla sökülmesi gerektiği, çalışanların çalışma yerlerine güvenli ulaşımı, sökülen kalıp malzemelerinin çalışma ortamından güvenli şekilde uzaklaştırılması ve istifi, kalıp malzemelerinin dengeli olarak yere indirilmesi veya yukarıya çıkarılması gibi konularda gerekli düzenlemeler yapılır, araç ve gereçler eksiksiz olarak temin edilir. Söküm sırasında, söküm alanında görevli çalışanlar hariç kimse bulundurulmaz [5]. D. Beton Döküm İşleri Beton dökümünde aşağıdaki hususlara uyulması sağlanır; Beton pompasının beton dökülecek yere uygun durumda konumlandırılması, Beton pompasının destek pabuçlarının zemine uygun şekilde sabitlenmesi, Beton pompası bom ve hortumların birleşim yerlerinde hava basıncından dolayı oluşabilecek açmaların önlenebilmesi için gerekli kontroller yapılması, Pompa kollarının açılmasında ve toplanmasında çevredeki bina, elektrik iletim hatları gibi tesislerin oluşturduğu risklerin ortadan kaldırılması, Enerji nakil hatlarının altlarında pompa çalıştırılmaması veya zorunlu olduğu durumlarda enerji nakil hatlarıyla temasının olmaması için gerekli tedbirlerin alınması, Beton pompası bomunun ucundaki bom hortumunun güvenli yöntemlerle idare edilmesi, Beton yığılmasının tehlike oluşturacağı döşeme betonu dökümü gibi işlerde betonun uygun şekilde yayılarak dökülmesi, Beton dökülen kısmın hemen altında çalışma yapılmaması, Beton dökülen ağızda hortumun savrulmaması, Beton pompası operatörünün betonun döküldüğü yeri görmemesi durumunda uygun haberleşme imkânı sağlanması, Beton dökümü bitinceye kadar kalıpların sürekli kontrol edilmesi, Kalıp açılması ve patlamasının gerekli tedbirler alınarak önlenmesi [3]. E. Yüksekte Çalışma Yaşanan her üç iş kazasından biri, düşmeler ve yüksekten düşen cisimler sonucu oluşmaktadır. 2011 yılının SGK verilerine baktığımızda, 69227 kayıtlı iş kazası, bu kazalarda ölen işçi sayısının 1710 kişi, yani günde ortalama 5 işçinin iş kazaları nedeni ile hayatını kaybettiğini görüyoruz. Dolayısıyla yüksekte çalışma gerçekleştirenler, yer çekiminin insana saygısı olmadığını unutmamalıdır. Yüksekten düşmeler, geçici/kalıcı sakatlık, ölüm gibi istenmeyen sonuçları ile herkes üzerinde etkilidir. Bir insanın denge noktası ikinci bel omurudur. Yani ikinci bel omurunu geçen yerler yüksek olarak kabul edilir. Böyle yerlerde yapılan işlere yüksekte çalışma denir. Seviye farkı bulunan ve düşme sonucu yaralanma ihtimalinin oluşabileceği her türlü alanda yapılan çalışma; yüksekte çalışma olarak kabul edilir. Yüksekte yapılan çalışmalarda aşağıdaki hususlara uyulur: Yüksekte yapılması zorunlu olmayan montaj ve benzeri çalışmaların mümkün olduğunca öncelikle yerde yapılması sağlanır. 31 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) Yapılacak çalışmaların önceden planlanması ve organize edilmesi, bu planlama yapılırken yüksekten düşme ile ilgili hususlara acil durum planında yer verildiğinden emin olunması sağlanır. Çalışanların, çalışma yerlerine güvenli bir şekilde ulaşmaları uygun araç ve ekipmanlarla sağlanır. Çalışma yerlerinde çalışanların güvenliği öncelikle, güvenli korkuluklar, düşmeyi önleyici platformlar, bariyerler, kapaklar, çalışma iskeleleri, güvenlik ağları veya hava yastıkları gibi toplu koruma tedbirleri ile sağlanır. Toplu koruma tedbirlerinin düşme riskini tamamen ortadan kaldıramadığı, uygulanmasının mümkün olmadığı, daha büyük tehlike doğurabileceği, geçici olarak kaldırılmasının gerektiği hallerde, yapılan işlerin özelliğine uygun bağlantı noktaları veya yaşam hatları oluşturularak tam vücut kemer sistemleri veya benzeri güvenlik sistemlerinin kullanılması sağlanır. Çalışanlara bu sistemlerle beraber yapılan işe ve standartlara uygun bağlantı halatları, kancalar, karabinalar, makaralar, halkalar, sapanlar ve benzeri bağlantı tertibatları; gerekli hallerde iniş ve çıkış ekipmanları, enerji sönümleyici aparatlar, yatay ve dikey yaşam hatlarına bağlantıyı sağlayan halat tutucular ve benzeri donanımlar verilerek kullanımı sağlanır. Yapı işleri sırasında ve yapı işleri bitirilip yapı kullanıma geçtikten sonra yüksekte yapılacak çalışmalarda kullanılmak üzere oluşturulacak yatay ve dikey yaşam hatları için gerekli olan bağlantı noktaları ve yapısal düzenlemeler, projenin hazırlık aşamasında belirlenerek sağlık ve güvenlik planı ve sağlık ve güvenlik dosyasında yer alır. Yüksekte güvenli çalışma donanımlarının, düzenli olarak kontrol ve bakımlarının yapılması sağlanır. Uygun olmayan donanımların kullanılması engellenir. Bu alanlarda çalışanlara yüksekte çalışmayla ilgili tehlike ve riskler konusunda bilgilendirme yapılarak gerekli eğitim verilir. Yüksekte yapılan çalışmalar işveren tarafından görevlendirilen ehil bir kişinin gözetim ve kontrolü altında gerçekleştirilir. Kullanılan güvenlik ağları; malzeme özellikleri, yapılan statik ve dinamik dayanım deneyleri ile bağlantı ve kurulum şartları bakımından TS EN 1263-1 ve TS EN 1263-2 standartlarına ve ilgili diğer ulusal standartlara, konu ile ilgili ulusal standart bulunmaması halinde ilgili uluslararası standartlara uygun olması sağlanır ve yapılan işe uygun tipte güvenlik ağı seçilir. Yapı alanında kullanılan güvenlik ağının kullanma kılavuzu işyerinde bulundurulur. Güvenlik ağları standartlara ve kullanım kılavuzuna uygun şekilde kurulur. Betonarme platformların döşeme kenarlarında, asansör, merdiven, baca, şaft, aydınlatma boşlukları gibi döşemelerde süreksizlik meydana getiren boşluklarda, duvar ve perde duvar gibi yapı elemanları arasında süreksizlik meydana getiren pencere ve benzeri boşluklarda çalışanların veya malzemelerin düşmesini engelleyecek toplu koruma tedbirleri alınır, korkuluk sistemlerinin kullanılması halinde korkulukların bu Yapı İşlerinde İş Sağlığı Güvenliği Yönetmeliğinin Ek-4 (A) Yüksekte Çalışma başlığının 6 ncı maddesinde tanımlanan özelliklere uygun olması sağlanır. Herhangi bir sebeple betonarme platform kenarında güvenli korkuluğun bir kısmının geçici olarak kaldırılmasının gerektiği durumlarda, bu alanlarda gerekli güvenlik tedbirleri alınır ve çalışanlara uygun kişisel koruyucu donanımlar verilir. Korkuluklarda; Platformdan en az bir metre yükseklikte ve herhangi bir yönden gelebilecek en az 125 kilogramlık yüke dayanıklı ana korkuluk, Platforma bitişik, en az 15 santimetre yüksekliğinde topuk levhası, Topuk levhası ile ana korkuluk arasında açıklıklar 47 santimetreden fazla olmayacak şekilde konulan ara korkuluk bulunması sağlanır [5]. F. Kaldırma Taşıma Araçları Her türlü eşya malzemeyi bir yerden alıp bir başka yere taşıma işlemini yapan araçlara kaldırma ve taşıma araçları denir. Her türlü iş ekipmanı için üzerinde kurulu olduğu veya hareket halinde olduğu zeminin sağlamlığı kontrol edilir. Zeminin sağlamlığından emin olunmadan ve gerekli hallerde dengeleme ve sabitleme yapılmadan çalışılmaya başlanmaz. Hendek kenarları ve dik eğimli yerlerde zemin kaymasını ve makinenin kaymasını önleyici tedbirler alınır. İş ekipmanlarında, operatörün görüş alanının kısıtlı olduğu durumlarda, operatöre rehberlik edecek, konuyla ilgili eğitim almış bir işaretçi görevlendirilir. Kazı ve malzeme taşıma işlerinde kullanılan makine ve araçların manevra ve park yerleri ile hareket alanları belirlenir. 32 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) Kazı ve malzeme taşıma işlerinde kullanılan makine ve araçların bütün manevraları bir gözetici tarafından yönetilir ve bu araçların geri manevraları esnasında sesli ve ışıklı uyarıların çalışır durumda olması sağlanır. Kazı ve malzeme taşıma işlerinde kullanılan makine ve araçların kazı çukuruna veya suya düşmemesi için gerekli koruyucu tedbirler alınır. Kazı ve malzeme taşıma işlerinde kullanılan makine ve araçlarda sürücünün bulunduğu kısım, aracın devrilmesi durumunda sürücünün ezilmemesi ve düşen cisimlerden korunması için uygun şekilde yapılır. Tüm araçlar, taşıtlar ve iş makinelerinde operatör kabinlerinde sadece operatörün bulunmasına izin verilir. Ancak kamyon ve benzeri araçların sürücü mahallinde yardımcı sürücü (muavin) bulunmasına müsaade edilebilir. Kaldırma araçlarında kaldırılacak yükün çeşidi, boyutu, şekli ve diğer fiziksel özelliklerine uygun kaldırma aparatları kullanılarak uygun çalışma yöntemi tercih edilir. Yük kaldırmada kullanılan ekipmanlar ile ilgili İş Ekipmanlarının Kullanımında Sağlık ve Güvenlik Şartları Yönetmeliğinde belirtilen hükümlere uyulur. Kaldırma ekipmanlarında yük kaldırılması ve ekipmanın hareketi esnasında devreye girecek sesli ve ışıklı ikaz sistemleri bulundurulur. Kaldırma ekipmanlarında, belirtilen alt ve üst güvenlik sınır noktaları veya ekipmanın hareketini sınırlayan alan aşıldığında, kapasitesinin üzerinde kullanım durumlarında devreye girerek elektrik akımını otomatik olarak kesen ve tamburun hareketini frenleyen güvenlik tertibatları bulunması sağlanır [5]. G. İskeleler ve El Merdivenleri İskele diğer bir deyişle yapı iskelesi, binaların ve yapıların cephelerine kaba inşaat işleri bittikten sonra ince işlerde boya ve yalıtım işlerinde kullanılmak üzere kurulur. Ahşap ve çelik malzemelerden imal edilir. Ön yapımlı bileşenlerden oluşan cephe iskeleleri ve iskele şeklinde kullanılan geçici iş ekipmanlarının, TS EN 12810-1,TS EN 12810-2,TS EN 12811-1,TS EN 12811-2 ve TS EN 12811-3 standartlarına ve ilgili diğer ulusal standartlara, konu ile ilgili ulusal standart bulunmaması halinde ilgili uluslararası standartlara uygun olması sağlanır [6]. Asma iskeleler, cephe platformları, güç kaynağıyla veya elle çalışabilen, sabit veya hareketli, daimi veya geçici asılı erişim donanımları ve bu donanımı oluşturan parçaların ilgili ulusal standartlara, konu ile ilgili ulusal standart bulunmaması halinde ilgili uluslararası standartlara uygun olması sağlanır [6]. Seçilen iskelenin kurulum ve kullanım şekline göre sağlamlık ve dayanıklılık hesapları üreticiden temin edilir, mevcut değilse yapılır veya yaptırılır. Bu hesaplar yapılmadan veya yapılan hesaplar sonucunda iskelenin güvenli olmadığının tespit edilmesi halinde iskeleler kullanılamaz [6]. Ruhsata tabi yapılarda ve işlerde; bina inşaatlarının dış cephelerinde kullanılacak ahşap ve ön yapımlı çelik ve alüminyum alaşımlı bileşenlerden oluşan dış cephe iş iskelelerinin; performans ve tasarım gerekleri hesapları ile yatay ve dikey yaşam hatları için gerekli olan yapısal düzenlemelere ve bağlantı noktalarına dair detay çizimler, ilgili proje müellifince yapılır. Dış cephe iş iskelesine ait hesap ve detay çizimler yapı sahibi veya kanuni vekillerince yapı ruhsatiyesi almak için sunulan müracaat dilekçesi ekindeki ruhsat eki statik proje dâhilinde ilgili idareye teslim edilir [6]. Ahşap ve Ön Yapımlı Çelik ile Alüminyum Alaşımlı Bileşenlerden Oluşan Dış Cephe İş İskelelerine Dair Tebliğ ile dış cephe iskeleleriyle ilgili olarak ilk kez statik hesaptan bahsedilmişitir. Projelendirilen dış cephe iş iskelelerinde; 20/6/2012 tarihli ve 6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu ve 5/10/2013 tarihli ve 28786 sayılı Resmî Gazete’de yayımlanan Yapı İşlerinde İş Sağlığı ve Güvenliği Yönetmeliği ile ilgili diğer yönetmelik ve standartlarda belirtilen asgari koşullar sağlanır [7]. Yüklenici tarafından TSE belgesine sahip konfigürasyonların kullanılacağının talep ve beyan edilmesi halinde, üretici firma tarafından yapılan hesap ve detay çizimler, proje müellifinin uygun görüşü alınmak koşulu ile ruhsat eki statik proje dâhilinde kabul edilebilir. Ancak bu durum yüklenicinin ve proje mükellifinin sorumluluğunu ortadan kaldırmaz [6]. Dış cephe iş iskeleleri İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu, İmar Kanunu ve Yapı Denetimi Hakkında Kanun uyarınca sorumlu teknik elemanların yönetim, gözetim ve denetimi altında, projesine ve malzeme gereklerine uygun olarak kurdurulur ve söktürülür. Dış cephe iş iskele yüksekliğinin 13.50 m’yi aştığı hallerde inşa edilecek iskelenin tamamı çelik ve/veya alüminyum alaşım bileşenlerden oluşur [6]. Yapının bulunduğu parselin yola bakan cepheleriyle sınırlı olmak üzere; bina dış cephe iş iskelesinin yapı yaklaşma mesafesi içerisinde kurulan kısmının dış yüzeyinin tamamen çuval kumaşı, file, branda, levha veya aynı işlevi görebilecek benzeri iskele örtüsü ile kaplanması zorunludur [6]. İskelelerin aşağıdaki hususlara uygun olması sağlanır; 33 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) Kendiliğinden hareket etmeyecek, stabilitesi bozulmayacak ve çökmeyecek şekilde tasarlanmış, imal edilmiş ve kurulmuş olması, İskele sistemlerinin güvenli bir şekilde desteklenmesi, yatay ve düşey kuvvetlere karşı uygun şekilde sabitlenmesi, Doğru şekilde ve bakımlı bulundurulması, Korozyona karşı uygun malzeme kullanılması, İskele sisteminde çatlak, kırık, yıpranmış ve korozyona uğramış özellikteki iskele ve bağlantı elemanlarının kullanılmaması, İskelelerde görülen kusurların derhal giderilerek zayıf kısımların güçlendirilmesi. İskele platformları hareket etmeyecek şekilde iskele sistemine sabitlenir. Platform elemanları ile iskele dikey elemanları arasında ve platform döşemesinde çalışanların düşmesine sebep olabilecek boşluk bulunmaması sağlanır. İskelelerdeki korkuluk sistemlerinin bu Yönetmeliğin Ek–4 (A) Yüksekte Çalışma başlığının 6 ncı maddesinde tanımlanan özelliklere uygun olması sağlanır. İskelelerdeki bütün bağlantı yerleri ile bağlantı elemanlarının yeterli sağlamlıkta olması sağlanır ve bu bağlantıların kendiliğinden ayrılmaması için gerekli tedbirler alınır. İskele sistemlerinin kurulması, kullanılması ve sökümünde İş Ekipmanlarının Kullanımında Sağlık ve Güvenlik Şartları Yönetmeliğinde belirtilen hükümlere uyulur. İskeleler aşağıda belirtilen durumlarda işveren tarafından görevlendirilen ehil bir kişi tarafından kontrole tabi tutularak, iskeleler ile ilgili özel tedbirlerde belirtilen hususları içeren kontrol raporu hazırlanır, rapor sonucunda sadece güvenli olduğu tespit edilen iskelelerde çalışma yapılır; Kullanılmaya başlamadan önce, Haftada en az bir kez, Üzerinde değişiklik yapıldığında, Belli bir süre kullanılmadığında, Sismik sarsıntı, kuvvetli rüzgârlar gibi olumsuz hava şartlarına veya denge ve sağlamlığını etkileyebilecek diğer koşullara maruz kaldığında. İskelelerin taşıyabilecekleri azami ağırlıklar, levhalar üzerine yazılarak iskelelerin uygun ve görülebilir yerlerine asılır. Belirtilen bu ağırlıkları aşan yükler iskelelere yüklenmez. İskelelerin üzerine moloz ve artıklar ile geçişi engelleyecek malzemeler bırakılmaz. İskelelerde geçiş amacıyla en az 60 santimetre genişliğinde ve kenarlarında bu Yönetmeliğin Ek–4 (A) Yüksekte Çalışma başlığının 6 ncı maddesinde tanımlanan özelliklere uygun korkuluk sistemleri bulunan geçitler kullanılır. Vinç veya benzeri makinelerin kullanılması sırasında, yüklenen malzemenin iskeleye takılmaması için gerekli tedbirler alınır. Ön yapımlı bileşenlerden oluşan cephe iskelelerinin kurulumunda, taşıyıcı sisteme ait düşey ve yatay elemanların eksiksiz olarak kullanılması ve sistemin yeteri kadar çapraz elemanlarla takviye edilmesi sağlanır. Ön yapımlı bileşenlerden oluşan cephe iskelelerinde taşıyıcı sisteme ait dairesel kesitli düşey ve yatay elemanların anma dış çapının en az 48.3 milimetre olması, anma et kalınlıklarının ise malzeme cinsine ve en küçük akma dayanımına uygun olması sağlanır. Cephe iskeleleri binaya mümkün olduğunca yakın kurulur, bunun mümkün olmadığı durumlarda çalışanların bina ile iskele arasından düşmelerini önleyici tedbirler alınır. Cephe iskelelerinin ayaklarında sabit veya düşeyliği ayarlanabilir taban plakaları ve yumuşak zeminlerde yükü dağıtmak için taban plakaları altlarında uygun malzemeden yapılmış altlıklar kullanılır. Sağlam olmayan ve uygunsuz malzemeler destek parçaları olarak kullanılmaz, iskelenin sağlam ve dengeli olması sağlanır. İskelelerde çalışılan platformlara güvenli ulaşımın sağlanması için merdiven sistemleri veya benzeri güvenli ulaşım sistemleri kullanılır. Madeni cephe iskeleleri statik elektriğe karşı uygun şekilde topraklanır. Seyyar iskeleler, üzerinde çalışan bulunduğu durumlarda hareket ettirilmez. İskelenin dik ve platformun düz olması sağlanır. İskele ayaklarında iskelenin kendiliğinden hareket etmesini engelleyecek fren kolu gibi uygun tertibatlar bulunur. İskele taşıyıcı sistemi için kullanılacak halatlar, hareketi sağlayan mekanik tesisat ve motor tertibatı, fren sistemleri, çalışma platformu ve diğer güvenlik teçhizatları her gün işe başlamadan önce kontrol edilir. İskelelerin hareketlerini sağlayan makine, teçhizat ve vinçlerin, kullanılmaya başlanmadan önce, montajını gerçekleştiren yetkili teknik elemanlarca kullanıma elverişli olduklarına dair belgeler hazırlanarak, bu belgeler işyerinde bulundurulur. İskelelerin, çalışma sırasında sağa sola veya ileri geri hareket etmeden asılı kalması sağlanır. 34 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) İskelelerin taşıyabileceği azami yük miktarı belirtilerek, bu miktardan fazla yükleme yapılmaz. Asma iskelelerde merdiven kullanılmaz. İskeleler, çalışma konumunda devreye sokulabilecek durdurma fren sistemleriyle donatılır. Ayrıca iskelelerde düşmeyi önleyici teçhizat ve ikincil fren sistemleri bulunur. Halatlı kaldırma tertibatlarında çalışma konumunda güç kaynağının kesilmesi durumunda otomatik olarak devreye giren ayrı bir tutma freni bulunur. İskelelerde düşmeyi önleyici teçhizat, tutma frenleri ve ikincil fren sistemi gibi güvenlik tedbirlerinin çalışma esnasında sistemi durdurma amaçlı kullanılmaması için gerekli tedbirler alınır. Güç tahrikli halatlı asma iskele sistemlerinde, aşırı yük algılama sistemleri, otomatik hız algılayıcı sistemler, en düşük ve en yüksek çalışma seviyelerinde devreye girecek halat sonu sınır anahtarları, yapıdan kaynaklanan tehlikeli durum varsa çarpışmayı önleyici düzenekler, iskele platformunun yatay düzlemde kalmasını sağlayan eğim algılayıcılar gibi güvenlik sistemleri bulunur. İskele sistemlerinde çalışan sayısı kadar dikey yaşam hattı oluşturulur. Çalışanlara bağlantı aparatları ve halat tutucularıyla beraber tam vücut kemer sistemleri verilerek kullanımı sağlanır. Dikey yaşam hatlarının üst uçları uygun bir yere sağlam ve güvenli bir şekilde sabitlenir. Halatlı sistemlerde halatların sarıldığı ve geçtiği mekanik teçhizatlardan kurtulmalarını, hareket sırasında çekme sisteminde halatların kaymasını önleyen tedbirler alınır. İskelelerin, iniş ve çıkış yollarında herhangi bir engel bulunmaması için gerekli tedbirler alınır. İskele platformunu taşıyan, tutan sistem ve bu sistemin bağlantı ve sabitleme noktalarının en olumsuz yükleme koşullarında oluşan statik ve dinamik kuvvetleri karşılayacak nitelikte olması sağlanır. Yapılan işe ve bulunması halinde ulusal standartlara uygun, basamakları kaymaz malzemeden yapılmış veya kaymaz malzeme ile kaplanmış, yeterli sağlamlıkta el merdivenleri kullanılır. Basamakları, kolları veya bağlantı yerleri kırılmış, çatlamış, yıpranmış, hasar görmüş ekipmanlar kullanılmaz. El merdivenleri düzenli olarak kontrol edilerek kusurlu merdivenlerin kullanılmaması sağlanır. El merdivenlerinin kullanılmasında İş Ekipmanlarının Kullanımında Sağlık ve Güvenlik Şartları Yönetmeliğinde belirtilen hükümlere uyulur [8]. H. Metal ve Beton Karkas ve Prefabrik Elemanlar, Çelik Yapı İşleri Prefabrik; parçaları fabrikalarda hazırlanmış ve montaj edileceği yere bu parçalar nakledilerek ve orada önceden planlandığı gibi parçaların birleştirilmesi yani montajının yapılmasından sonra ortaya çıkan yapılardır. Metal veya beton karkaslar ve bunların parçalarının, geçici destekler ve payandaların, prefabrik yapı elemanlarının üzerlerine binen yük ve gerilime dayanacak şekilde planlanması, tasarlanması, kurulması ve korunması sağlanır. Çelik yapılarda kullanılacak bütün ana taşıyıcı, tali taşıyıcı ve bağlantı malzemelerinin dayanıklılığının ve diğer özelliklerinin taşıyacakları yüklere göre standartlara uygun olması, korozyona uğramış ve deforme olmuş malzemelerin gerekli tedbirler alınmadıkça bu tür yapılarda kullanılmaması sağlanır. Metal veya beton karkasların ve bunların parçalarının, geçici destekler ve payandaların, prefabrik yapı elemanlarının ve çelik yapı elemanlarının kaldırılması, yüklenmesi, taşınması, montajı ve sökümü, projesine uygun olarak işveren tarafından görevlendirilen ehil kişi gözetiminde ve konu ile ilgili tecrübe sahibi çalışanlarca gerçekleştirilir. Montaj yapılacak mahallin etrafı emniyet şeridiyle işaretlenir. Bu alanın etrafına montaj yapıldığını gösterir levhalar asılır ve görevliler haricinde montaj sahasına giriş çıkışlar engellenir. Montaj çalışması yapılan mahallin altında çalışan bulundurulmaz. Çalışanları, yapının geçici dayanıksızlık veya kırılganlığından kaynaklanan risklerden korumak için yeterli tedbirler alınır [5]. I. Çatı İşleri Yapıları dış atmosferden gelen yağmur, rüzgar, kar ve dolu gibi etkenlerden koruyan elemanlara çatı denilmektedir. Genellikle ahşap, çelik ve betonarmeden yapılan çatılar konut, işyeri, atelye, fabrika, hastane, okul ve buna benzer pek çok yapıda kullanılmaktadır. Çatılarda veya eğik yüzeylerde yapılan çalışmalarda; çalışanların, aletlerin, diğer nesne ve malzemelerin düşmesini veya benzeri diğer riskleri önlemek amacıyla güvenli kenar koruma sistemleri, çatı merdivenleri, güvenlik ağları, çalışma platformları, korkuluklu iskeleler, kayarak düşmeyi önleme sistemleri veya dikey ve yatay yaşam hatları gibi toplu koruyucu tedbirler alınır. Çalışanların çatı üzerinde veya kenarında veya kırılgan malzemeden yapılmış herhangi bir yüzey üzerinde çalışmak zorunda olduğu hallerde; sağlam olmayan ve kırılgan maddeden yapılmış yüzeylerde dalgınlıkla yürümelerini veya düşmelerini önleyecek gerekli tüm tedbirler alınır [5]. 35 Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3, Sayı: 1, 2016 ISSN: 2458-7575 (http://edergi.bilecik.edu.tr/index.php/fbd) III. SONUÇLAR Yayınlanan kanun ve yönetmeliklerle inşaat işleri ele alınmıştır. Fakat inşaat işlerinin çok tehlikeli sınıfta ve iş kazalarında ilk üç sırada yer almasından dolayı daha detaylı bir mevzuat yayınlanmalıdır. Bu konuda bakanlığında çeşitli çalışmaları bulunmaktadır. Bu çalışmalara en güzel örnek güvenli iskele projesidir. Pilot illerde başlangıç olarak başlatılan bu çalışma ile amaç inşaat sektöründe en fazla ölümlü kazanın olduğu yüksekte çalışma işlerinde kazaları minimuma indirmektir. Bu tür çalışmalar arttırılmalı hem işverenin hem de çalışanların daha kaliteli bir çalışma ortamı oluşturulmalıdır. Yönetmeliklerin uygulanabilirliğini arttırmak adına iş sağlığı ve güvenliği eğitimine küçük yaşlarda başlanarak bir kültür haline getirilmelidir. KAYNAKLAR [1] İş Sağlığı ve Güvenliğine İlişkin Tehlike Sınıfları http://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2009/11/20091125-10.htm, 2009. Listesi Tebliği, [2] Hafriyat Toprağı, İnşaat ve Yıkıntı Atıklarının Kontrolü Yönetmeliği, 406 Sayılı Resmi Gazete, http://www.csb.gov.tr/db/cygm/editordosya/YON-25406HafriyatTopragi.docx,18 Mart 2004 . [3] Gürültü Kontrol Yönetmeliği, 19038 sayılı http://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2010/06/20100604-5.htm, 11 Aralık 1986. Resmi Gazete, [4] Çevresel Gürültünün Değerlendirilmesi ve Yönetimi Yönetmeliği, 27601 Sayılı Resmi Gazete, http://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2010/06/20100604-5.htm , 04 Haziran 2010. [5] Yapı İşlerinde İş Sağlığı ve Güvenliği Yönetmeliği, 28786 http://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2013/10/20131005-2.htm, 5 Ekim 2013. Sayılı Resmi Gazete, [6] Ahşap ve Ön Yapımlı Çelik ile Alüminyum Alaşımlı Bileşenlerden Oluşan Dış Cephe İş İskelelerine Dair Tebliğ, 29124 Sayılı Resmi Gazete, http://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2014/09/20140919-8.htm , 19 Eylül 2014. [7] İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu, 28339 Sayılı http://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2012/06/20120630-1.htm, 26 Haziran 2012. Resmi Gazete, [8] İş Ekipmanlarının Kullanımında Sağlık ve Güvenlik Şartları Yönetmeliği, 28628 Sayılı Resmi Gazete, http://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2013/04/20130425-7.htm, 25 Nisan 2013, 36