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Comportamento dos materiais, tratamento acústico e questões de acústica arquitetônica

Conforto Ambiental II

Faculdade Maurício de NassauGraduação em Arquitetura e Urbanismo

por Larissa Tollstadius

Recife, 17 de outubro de 2013

Estrutura da Aula1. Comportamento acústico dos materiais

1.1 Conceito1.2 Materiais e sistemas isolantes acústicos1.3 A Lei de Massa1.4 O efeito Massa/Mola/Massa1.5 Materiais e sistemas absorventes acústicos

2. Tratamento Acústico

2.1 Conceito2.2 Isolamento acústico2.3 Absorção acústica2.4 Condicionamento acústico2.5 Tempo de reverberação2.6 Geometria interna dos recintos

3. Questões de acústica arquitetônica

3.1 Esquadrias acústicas3.2 Barreiras acústicas3.3 Atenuadores de ruído3.4 Ruídos em poços de ventilação de edifícios3.5 Ruído de impacto em lajes de pisos3.6 Ruído de impacto em coberturas metálicas3.7 Divisórias acústicas3.8 Ruído aéreo de motores3.9 Vibrações de máquinas e motores

Um parênteses

Cálculos com potências

Multiplicação de potências de mesma base Resolvemos a multiplicação de potências de mesma base conservando uma das bases e adicionando os expoentes.

a m . an = am + n

Exemplos

Divisão de potências de mesma base Toda divisão de potências de mesma base, com esta diferente de zero, pode ser resolvida conservando uma das bases e subtraindo os expoentes.

am : an = am – n, com a ≠ 0.

Multiplicação de fatores elevados ao mesmo expoentePara o produto de dois ou mais fatores elevados ao mesmo expoente, elevamos cada um dos fatores ao expoente dado na questão.

(a . b)n = an . bn

Divisão de expoente igualAqui segue-se o mesmo critério dado na propriedade anterior: eleva-se o dividendo e o divisor ao mesmo expoente.

(a : b)n = an : bn

Potência de potênciaQuando elevamos uma determinada potência à outra potência, temos uma potência de potência. Para resolvê-la, podemos conservar a base e multiplicar os expoentes.

(am)n = am . n

Potência de expoente negativo

A ideia de inverso é utilizada para solucionar potências de expoente negativo, transformamos numerador em denominador, e vice-versa, logo após, tornamos o expoente positivo.

1. Comportamento dos materiais

1.1 Conceito

“Quando uma onda sonora incide sobre um obstáculo, gera quatro situações distintas: parte dela é transmitida através do material (via aérea), parte é propagada através do material (via sólida), parte é absorvida pelo obstáculo e o restante é refletido para o ambiente de origem da fonte” (CARVALHO, 2010, p.55). so

m incid

ente

som refletido

som transmitido

som

abs

orvi

do +

so

m p

ropa

gado

som in

cidente

som refletido

som transmitido

som

abs

orvi

do +

so

m p

ropa

gado

Quanto mais ondas sonoras retidas (e transformadas em energia térmica), melhor é a absorção acústica do material.

Quanto mais ondas sonoras refletidas melhor é o isolamento acústico proporcionado pelo material.

Quanto melhor a a absorção acústica do material, pior o seu isolamento acústico. E vice-versa.

Para conseguir conciliar absorção acústica e isolamento acústico é preciso combinar vários materiais.

1.2 Materiais e sistemas isolantes acústicos

“A variação da pressão acústica de um determinado ambiente induz os anteparos/superfícies nas imediações a vibrarem. É esse processo vibratório que gera, do outro lado da superfície, uma fonte sonora secundária.”

“Constata-se então, de partida, que quanto maior for a massa da superfície em questão, menor a probabilidade dela vibrar e , consequentemente, de transmitir.”

1.2.1 Índice de Isolamento Acústico

O índice de isolamento acústico indica a quantidade de dB refletidos pelo material.

O índice de isolamento acústico é determinado a partir de testes em laboratório.

Alguns índices de Isolamento Acústico (IA)

Materiais e Sistemas IA (dB) em 500Hz

DivisóriasFibra mineral 50mm, c/ compensado 6mm em ambos lados

30

Gesso Acartonado 13mm, fixado em cada um dos lados de um núcleo alveolado

28

Lã de madeira 50mm, densidade 30kg/m³ 08

Lã de rocha 50mm, revestida c/ gesso acartonado 35kg/m²

35

Painel de duas placas de compensado sobre sarrafos de madeira 60mm, c/ lã de rocha 50mm nas cavidades

30

Diferença significativa de IA, para divisórias com a mesma espessura

Alguns índices de Isolamento Acústico (IA)Materiais e Sistemas IA (dB) em

500Hz

ParedesAlvenaria de concreto 30cm, c/ agregado graúdo, rebocada

50

Alvenaria de concreto 18cm, c/ agregado miúdo, rebocada

50

Parede de tijolo maciço aparente, 11,2cm 42

Parede de tijolo maciço 11,2cm, c/ com reboco 13mm 45


30

Parede de tijolo maciço 23cm 50

O reboco aumenta em 3dB o IA

Diferentes espessuras para um mesmo IA

O desempenho acústico das paredes é superior ao das divisórias, pois as paredes tem maior massa. É preciso equilibrar economia de espaço e orçamento e isolamento acústico, em função das atividades a serem desenvolvidas no espaço;


Divisórias

Fibra mineral 50mm, c/ compensado 6mm em ambos lados

30

Gesso Acartonado 13mm, fixado em cada um dos lados de um núcleo alveolado

28

Lã de madeira 50mm, densidade 30kg/m³ 08

Lã de rocha 50mm, revestida c/ gesso acartonado 35kg/m²

35


30


Paredes

Alvenaria de concreto 30cm, c/ agregado graúdo, rebocada

50

Alvenaria de concreto 18cm, c/ agregado miúdo, rebocada

50

Parede de tijolo maciço aparente, 11,2cm 42

Parede de tijolo maciço 11,2cm, c/ com reboco 13mm

45


30

Parede de tijolo maciço 23cm 50

Comparando divisórias e paredes:



PortasPorta de madeira 44mm, interior sólido, sem vedações 18

Porta de madeira maciça 50mm, c/ frestas normais nos cantos

25

Porta de madeira maciça 50mm, todas as bordas seladas

30

Porta dobrável 150mm, c/ painéis de lã mineral densa, com molduras de aço, vedações em cima e embaixo

52

Quanto maior a densidade, maior o IA

Quanto menos fresta para passar o ar, maior o IA

Desempenho superior ao de uma parede de concreto. Porta recomendada para teatros, cinemas auditórios, onde o IA é muito importante



JanelasJanela simples de vidro 3mm 20

Janela de vidro 3mm, todas as bordas seladas 25

Janela de vidro 6mm, todas as bordas seladas 30

Esquadria de madeira ou metal c/ vidros duplos de 3mm, c/ câmera de ar de 100mm, frestas seladas

40

Quanto menos fresta para passar o ar, maior o IA

O dobro da espessura, incremento de 5dB no IAO acréscimo

de uma câmera de ar, aumento 10dB do IA



EntrepisosAssoalho de tábuas macho-fêmea, apoiado em vigas de madeira

20

Assoalho de tábuas macho-fêmea apoiado em vigas de madeira, forro de gesso 20mm e malha de lã de rocha 80mm

35

Laje de concreto rebocado, acabado no piso 45

Laje de concreto rebocada, c/ piso flutuante de madeira

50

Um sistema associando vários materiais incrementa significativamente o IA

A adição da madeira representou um incremento de 5dB no IA

É importante tentar conciliar isolamento acústico, estética e custo.

Para isso é fundamental manter-se informado das pesquisas sobre desempenho dos materiais de forma ampla. Não focando apenas na acústica.

Vocês tiveram alguma disciplina relacionada à “técnicas e materiais de construção?”

1.3 A Lei da Massa

“Na falta de informações precisas sobre índices de isolamento acústico, adota-se a Lei de Massa.

Com base na densidade superficial (δS) de um material puro qualquer é que se calcula seu isolamento acústico à frequência de 500Hz”

IA = 20 log (δS)

Massas de alguns materiaisMateriais e Sistemas Massas (Kg/m³)

Alvenaria tijolos cerâmicos furados 10cm (com reboco) 1600

Alvenaria tijolos cerâmicos furados 10cm (sem reboco) 1200

Alvenaria tijolos cerâmicos furados 25cm (com reboco) 1800

Alvenaria tijolos cerâmicos maciços 10cm (sem reboco) 1800

Pedra basáltica 2000

Bloco de concreto celular 10 cm, rebocado em ambas as faces (13cm)

870

Concreto armado 2500

Espumas absorventes 32

Gesso 880

Madeira leve 500

Madeira pesado 1000

Telha de alumínio trapezoidal 5

Exemplo

Qual é o IA de uma parede de alvenaria tijolos cerâmicos furados 10cm (com reboco) na frequência de 500Hz?

IA = 20 log (δS)IA = 20 log (1600)IA = 20x3,2 IA = 64dB

1.4 Isolamento Acústico x comprimento de onda

É mais fácil isolar acusticamente ruídos com frequências altas.

“Isto decorre basicamente do comprimento de uma determinada onda sonora: bloquear integralmente uma onda sonora requer interromper totalmente sua propagação, o que só se consegue aumentando a espessura da superfície e bloqueando esta onda a 1/4λ” (CARVALHO, 2010, p.61).

Note bem que, bloquear com consistência ondas sonoras à frequência de 125Hz implica em, além da referência de densidade superficial, termos anteparo de espessura não inferior a 68,5cm, conforme mostra o cálculo a seguir:

2,72m

0,68m

Aula passada

𝑉=Δ 𝑠Δ𝑡

𝐶

λT

𝐶=λ𝑇 λ=𝐶𝑇

Sendo:

C = velocidade de propagação = comprimento de ondaT = período

O mesmo nível de ruído à frequência de 1000Hz estará bloqueado com anteparo de apenas 8,6cm de espessura.

1.5 O efeito Massa/Mola/Massa

“Um aspecto relevante no que diz respeito à capacidade de isolamento acústico de sistema de materiais, consiste em gerarmos espaços vazios em seu interior, ou ainda preenchidos com material absorvente acústico”.

AlvenariaMaterial absorvente

“Este é o efeito comumente conhecido como massa/mola/massa.

Cumpre-nos comentar dois aspectos relevantes:

1. Quando maior a massa da mola, maior a capacidade de isolamento acústico do sistema.

2. Quanto maior o afastamento entre as placas externas, melhor o isolamento acústico obtido às baixas frequências.

1.6 Materiais e sistemas absorventes acústicos

“Bons absorventes acústicos são necessariamente materiais macios, porosos ou fibrosos, que têm a capacidade de absorver sons que neles incidem”.

O som reflete nos poros

Materiais porosos

O som vibra nas fibras

Materiais fibrosos

Alguns materiais porosos e fibrosos

Os materiais absorventes tem melhor desempenho a altas frequências do que a baixas.

A absorção acústica do material tem desempenho diferente para cada frequência.

Lembrando...O que é o “Absorção Acústica”?Quando uma onda sonora atravessa um “meio” parte da energia sonora é transformada em energia térmica. Já que parte do som vai ser absorvida, um material com boa absorção acústica permite reduzir a reflexão do som.

E o que é o “coeficiente de absorção acústica do ambiente”?Indica o percentual de energia sonora absorvido pelo material.

Varia entre 0 e 1.

É determinado a partir de testes de laboratório.

Alguns fabricantes fornecem essa informação.

Quanto maior a porosidade do material, maior sua absorção acústica

NRC (Noise Reduction Coeficient)

É a média aritmética dos coeficientes de absorção acústica do material às frequências de 250Hz, 500Hz, 1000Hz e 2000Hz.

É um índice fornecido por alguns fabricantes.

http://thecreatorsproject.vice.com/blog/how-a-common-plant-could-be-the-future-of-sound-engineering




2. Tratamento acústico

Tratar acusticamente um ambiente consiste basicamente em observar os seguintes quesitos:

2.1 Conceito

1. dar-lhe boas condições de audibilidade, seja através das absorções acústicas dos revestimentos internos (pisos, paredes, tetos e outros componentes) e/ou em função da geometria interna (direcionamento das reflexões internas);

2. Bloquear os ruídos externos que porventura possam vir a perturbar a boa audibilidade do recinto

3. Bloquear os possíveis ruídos produzidos no recinto de tal sorte que não perturbem o entorno.

Para o exercício do tratamento acústico, faz-se necessário o conhecimento dos seguintes elementos básicos:

1. Locação e situação do imóvel

2. Plantas e cortes

3. Destinação do imóvel

4. Níveis de ruídos aceitáveis estabelecidos por norma (o ambiente estando vazio e fora de horário de funcionamento)

5. Nível de ruído do entorno

6. Nível de ruído interno do recinto em funcionamento (função da atividade a que se prestará)

7. Especificação dos materiais a serem empregados na sua construção, bem como do mobiliário e demais componentes.

2.2 Isolamento Acústico

Isolar acusticamente um recinto fechado consiste em bloquear os ruídos externos a patamares compatíveis com a atividade a ser desenvolvida no seu interior.(CARVALHO, 2010, p.88)

O isolamento acústico está relacionado a transmissividade dos materiais.

Materiais com baixa transmissividade pesadosEx.: concreto, chumbo e vidro.

Conforme já enfocado anteriormente, decibéis são grandezas logarítmicas, portanto avaliar o nível de isolamento acústico de um recinto qualquer implica em conhecer sua transmissividade média (τ) para posteriormente calcular-se a redução de ruído (RR).

τ =

Onde:Si é a área de utilização do material iτi é a transmissividade do material

Transmissividade Média (τ)

Redução de Ruído (RR)

RR =

Transmissividade

τi = 1⁄Onde:IA é o isolamento acústico do material i

Superfícies de pequeno índice de isolamento acústico comprometem substancialmente o isolamento acústico total da parede.

1 = 40dB

2 = 10dB

Exemplo τi = 1⁄

τ1 = 1⁄τ1 = 1⁄τ1 =

τ2 = 1⁄τ2 = 1⁄τ2 =

τ =

τ =

τ =

τ =τ = 0,05005

τ2 = τ1 = RR =

RR = 10 logRR = 10 x 1,3RR = 13dB

E se acrescentarmos uma única janela ao exemplo anterior?

1 = 40dB

2 = 10dB

3 = 0dB

τ3 = 1⁄τ3 = 1⁄τ3 = τ3 = 1

Isto é suficiente para demonstrarmos que vãos abertos, mesmo quando pequenos, comprometem os isolamento acústico de qualquer parede.

τ =

τ =

τ =

τ =τ = 0,0975475

τ2 =

τ3 =

τ1 = RR = RR = 10 logRR = 10 x 1,01RR = 11,01dB

É uma sala que é tão silenciosa que a pessoa é capaz de ouvir o seu próprio corpo funcionando. Passados 30 minutos dentro da câmara anecóica a pessoa começa a ter alucinações e ficar tão incomodada que a experiência se torna uma tortura.

Qual é o cúmulo do Isolamento acústico?

O lugar mais silencioso do mundo, segundo o Guinness Records, fica em Mineápolis, nos Estados Unidos.

Uma “câmara anecóica” (sem ecos), com painéis acústicos de fibra de vidro com 1 metro de espessura, uma parede dupla de aço e mais 30 cm de concreto, capaz de absorver 99.99% dos sons, usada para testar volumes sutís de peças de produtos como cliques em botões, toques em telas de celulares, etc.

É quieta. Insuportavelmente quieta.

Só para você ter uma ideia, a NASA usa a câmara para treinar astronautas, que ficam alí boiando em um tanque cheio de água enquanto fazem algumas atividades, para avaliar o quanto o silêncio absoluto do espaço pode atrapalhar a concentração.

http://www.isoline.com.br/isolamento-acustico-levado-ao-extremo/

http://www.isoline.com.br/isolamento-acustico-levado-ao-extremo/

2.3 Absorção AcústicaA absorção acústica consiste em atenuarmos os efeitos dos sons em ambientes, posto que, quando um som atinge uma superfície lisa e dura, parcela significativa dele é refletida e, em caso contrário, quando atinge um superfície macia, parcela significativa dele é absorvida.

Como calcular o “a absorção acústica do ambiente”?

A partir da soma dos coeficientes de absorção dos materiais usados multiplicados pelas suas respectivas áreas.

A=∑(Si x αi)

Onde:A = Absorção acústica do ambienteSi = Área revestida pelo material (m²)αi = coeficiente de absorção acústica do material

Exemplo: qual é o tempo de reverberação da sala a seguir?(10 min)

Lambri de madeira

Papel de

parede

Régua de madeira PLANTA BAIXA

5m

9m

3m

A=∑(Si x αi)

A= 4,50 + 3,36 + 2,70A= 10,56

Material Si (m²) αi Si x αi

Régua de madeira 45 0,1 4,50

Papel de parede 84 0,04 3,36

Lambri de madeira

45 0,06 2,70

O aumento excessivo de absorção acústica a título de atenuação dos ruídos internos do recinto implicaria em reduzirmos a reverberação do mesmo a patamares bastante comprometedores da inteligibilidade interna.

2.4 Condicionamento AcústicoCondicionar acusticamente um recinto consiste em darmos a ele as melhores condições possíveis de audibilidade interna. E isso se faz segundo duas providências fundamentais:

1. Corrigir o tempo de reverberação (tr) do recinto com base nas absorções acústicas internas.

2. Promover a melhor distribuição possível dos sons gerados internamente via superfícies refletoras (e/ou absorventes) de sons, conforme uma geometria interna apropriada para o recinto.

2.5 Tempo de reverberação

“É o intervalo de tempo necessário para que o nível de intensidade de um determinado som decresça 60dB após o término da emissão de sua fonte” (CARVALHO, 2010, p.93).

“Consiste no prolongamento necessário de um som produzido, a título de sua inteligibilidade em locais mais afastados da fonte produtora. Isso se dá basicamente em recintos fechados.

Esse prolongamento deverá ser maior quanto maior for a distância entre a fonte e a recepção, ou ainda, quanto maior for o volume interno do recinto” (CARVALHO, 2010, p.32).

A reverberação é o resultado de múltiplas reflexões do som em diversas direções, com diversos tempos de atraso.

Lembrando...

Varia de acordo com o volume (m²) e o coeficiente de absorção do espaço.

Fórmula de Sabine:

T = 0,161 V A

Sendo:T = tempo de reverberação (s)V = volume do ambiente (m²)A = Absorção acústica do ambiente

ExemploQual é o tempo de reverberação da sala a seguir?

31/40

Lambri de madeira

Papel de

parede

Régua de madeira PLANTA BAIXA

5m

9m3m

A=∑(Si x αi)

A= 4,50 + 3,36 + 2,70A= 10,56

T = 0,161 V A

T = 0,161 x 135 10,56T= 21,735 10,56

T= 2,06 s

Material Si (m²) αi Si x αi

Régua de madeira 45 0,1 4,50

Papel de parede 84 0,04 3,36

Lambri de madeira

45 0,06 2,70

2.5.1 Tempo ótimo de reverberação

Há um tempo de reverberação ideal para cada ambiente, segundo o volume e finalidade a que o recinto se destina.

Do ponto de vista arquitetônico, controlar essa característica é extremamente importante sob os seguintes aspectos:

1. Se o tempo de reverberação for muito longo, haverá sobreposição de sons, o que acabará dificultando sua inteligibilidade.

2. Se ocorrer o contrário, ou seja, o som desaparecer imediatamente após a sua emissão, sua percepção tornar-se-á difícil em pontos mais afastados da fonte.

Tempo ótimo de reverberação para sons com 500Hz

Conhecido o tor (500Hz) conforme o gráfico anterior, pode-se, através do gráfico seguinte, buscar o fator de correção para outras frequências.

Para um tor verificado no gráfico anterior de 1,50s (500Hz), teremos:

Nos termos da boa norma, o tr de um recinto será considerado satisfatório quando não ultrapassar o limite de 10% do tor , para mais ou para menos, em todas faixas de frequências analisadas.

Frequência (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000

tor (s) 2,25 1,875 1,50 1,50 1,50 1,50

2.6 Geometria interna dos recintosA geometria interna de um recinto responde, conjuntamente à adequação do tempo de reverberação do ambiente, pela busca da melhor audibilidade possível em seu interior: o condicionamento acústico adequado.

Respeitando-se os conceitos anteriores de propagação do som, seu alcance, sua atenuação em função da distância, os princípios de reflexão e absorção acústica, ambientes de pequeno/médio portes (400/800 pessoas) podem perfeitamente prescindir de eletroacústica (sonorização).

Basicamente as questões de geometria interna dos recintos decorrem do seguinte:

1. Superfícies muito próximas, vibrantes e paralelas podem gerar ecos palpitantes.

2. Distâncias muito grandes entre as paredes podem propiciar a ocorrência de ecos.

3. Afastamentos muito grandes entre o palco e as últimas fileiras da plateia comprometem substancialmente a boa audibilidade (atenuação dos sons devido à distância); neste caso são preferíveis, por exemplo, auditórios em leque, aproximando a plateia do palco e proporcionando melhor visibilidade.

3. Diferenças de percursos dos sons diretos contra os refletidos via paredes e tetos, superiores a 17m, comprometem a boa audibilidade.

Por que 17m?

Volumes impróprios às destinações dos ambientes dificultam a correção do tempo de reverberação, requerendo o uso substancial de materiais absorventes e/ou refletores, elevando dessa forma o custo final do investimento; deve-se buscar uma relação

Ambiente V mínimo (m³) V bom (m³) V máximo (m³)

Igrejas Católicas 5,1 8,5 12,0

Outras Igrejas 5,1 7,2 9,1

Salas de Concerto 6,2 7,8 10,8

Casas de Ópera 4,5 5,7 7,4

Cinemas 2,8 3,5 5,6

Salas de Conferência 2,3 3,1 4,3

Salas multi-uso 2,8 3,5 5,6

Na necessidade de reforço sonoro para os fundos de ambientes médios/grandes, o reforço consiste no somatório da intensidade do som direto atenuado na recepção com o refletido atenuado também na recepção.

Auditórios e equivalentes de pequeno porte (até 400 pessoas), geometricamente bem resolvidos na forma do invólucro, em princípio não requerem reposicionamento de forros e paredes que objetivem reforções para os receptores das regiões mais afastadas da fonte, posto que as perdas auditivas são pequenas.

3. Questões de acústica arquitetônica

Tratam-se de esquadrias com capacidade de isolamento acústico superior ao das esquadrias convencionais.

3.1 Esquadrias acústicas

Nas esquadrias compostas com vidro, por exemplo, o acréscimo de massa dos vidros (duplos, triplos, etc.) e os afastamentos relativos entre os mesmos são fatores determinantes do isolamento do sistema.

1. As conexões dos vidros com as esquadrias, utilizando borracha ou equivalente, evitando a transferência de vibrações;

2. A forma de fechamento das esquadrias;

3. A hipótese de criação de vácuo entre cada duas lâminas de vidro; e

4. O preenchimento dos vazios no caso de perfis ocos.

Geralmente as esquadrias de abertura em giro promovem melhor isolamento acústico que as corrediças, uma vez que estas, para funcionarem, requerem pequenas folgas, que se constituem em aberturas suficientes para o comprometimento do isolamento acústico do conjunto.

Melhores resultados se obtém com esquadrias fixas, por exemplo os visores de estúdios.

Nos casos de portas de madeira, por exemplo, além das conexões das mesmas com o portal, também a boa resposta do isolamento se condiciona à utilização de travas retráteis em suas bases ou à criação de algum artifício de vedação junto ao piso, como, por exemplo, a adoção de pequenos degraus e/ou pequenos chanfros devidamente vedados nas regiões da soleira.

Pesquisadores da Coreia do Sul desenvolveram um novo tipo de janela que impede a entrada do som ao mesmo tempo que permite a passagem do ar.

Desenvolvida por Seong-Hyun Lee do Instituto de Máquinas e Materiais e por Sang-Hoon Kima da Universidade Marítima Nacional Mokpo, os mínimos detalhes de como a janela funciona podem ser encontrados aqui (em inglês). Mas em termos leigos, as janelas são feitas de duas placas de acrílico transparante posicionados a 40mm de distância entre si, e funcionam como uma câmara de ressonância, diminuindo a energia das ondas sonoras que passam. Para aumentar a eficiência da janela, ela é perfurada com buracos de 50 milímetros, que permitem a entrada de mais som para ser obstruído sem prejudicar a passagem do vento.

Em testes foi detectado que ela reduz sons a níveis entre 20 e 30 decibéis – o suficiente para transformar um engarrafamento em um barulho quase imperceptível que ainda ajuda a pegar no sono – em várias faixas de frequência, dependendo do tamanho das perfurações.

Uma janela mágica bloqueia o barulho da rua mas deixa o vento passar

http://gizmodo.uol.com.br/uma-janela-magica-bloqueia-o-barulho-da-rua-mas-deixa-o-vento-passar/

Via:




3.2 Barreiras acústicasSão anteparos posicionados entre a fonte produtora do ruído e a recepção.

As barreiras acústicas são comumente utilizadas em escritórios, ao longo de auto-estradas, em cabeceiras de pistas de decolagem de aviões à jato, em vários tipos de atenuadores de ruído, etc.

Evidentemente que a massa da barreira deve ser considerada de acordo com a necessidade de isolamento, sob pena de constituir-se somente em um anteparo delimitador de espaços.

Aplica, para seu dimensionamento, o princípio da difração do som.

Barreira acústica ou segregação urbana?

Homem se mete em gaiola no Centro do Rio para protestar contra muros na Linha Vermelha

“Eles estão instalando esses muros para maquiar a paisagem. Tem que mostrar a realidade para o turista”.

Barreiras acústicas na Linha Vermelha são depredadas

Rio põe barreiras acústicas na frente de favelasPrefeitura alega que haverá fim de atropelamentos e arrastões; para ONU, trata-se de caso de preconceito

Na tentativa da atenuação de um ruído muito alto na fonte até um receptor posicionado a longa distância, a barreira pode ser pouco eficaz, uma vez que, mesmo muito alta, a Diferença de Percurso (d=A+B-C) pode ser pequena para o caso.

3.3 Atenuadores de ruído

Equipamentos largamente utilizados quando da necessidade de conciliação do isolamento acústico de um recinto com sua ventilação natural.

Os mais frequentemente utilizados, e de construção relativamente fácil, são os do tipo passivos:

a) Os de sequência de barreiras acústicas, para quando a velocidade de fluxo do ar não constituir qualquer problema para o caso.

Seu dimensionamento se faz com base no conceito de barreiras acústicas.

b) Os de passagem, para quando velocidade de fluxo do ar é de vital importância.

Seu princípio básico de funcionamento está na alta capacidade de absorção acústica das superfícies expostas de suas células:

c) Atenuadores mistos, adotando simultaneamente os dois conceitos anteriormente descritos:

Há ainda os atenuadores de ruído do tipo ativos, importados, cujo princípio básico consiste na identificação eletrônica do ruído incômodo para emissão imediata de ondas sonoras de mesma frequência e mesma intensidade, na mesma direção, só que em sentido contrário, anulando assim o efeito do primeiro.

Enclausuramento de um grupo gerador de energia

Atenuadores de ruído

3.4 Ruídos em poços de ventilação de edifícios

Os poços de ventilação (geralmente utilizados para ventilar banheiros) constituem-se em solução arquitetônica procedente para seu fim, porém requerem cuidados com as desagradáveis transmissões recíprocas de ruídos entre unidades autônomas, que devem ser observadas e combatidas, sob pena de geração de desconforto ambiental grave.

Se por um lado as aberturas se fazem necessárias para promoção da ventilação adequada, por outro lado se constituem em fontes e/ou receptoras de ruídos, uma vez que a propagação do som se dá em todas as direções, conforme ilustração seguinte:

O desconforto aumenta na medida em que se ouve um mesmo som em dois ou mais tempos diferentes: via direta e via reflexões múltiplas no interior dessas caixas acústicas.

Devem ser combinados dois conceitos básicos para atenuação dos ruídos a patamares aceitáveis:

1. Absorção acústica2. Adoção de barreiras acústicas

A absorção acústica procede em função da atenuação parcial da energia sonora incidente nas paredes. Deve-se atentar para o fato de que os índices de absorção acústica dos revestimentos a serem adotados dizem respeito à energia sonora e não a decibéis.

As barreiras acústicas funcionam com base na difração do som. Como o caso em questão diz respeito a ruídos aéreos, deve-se atentar para as médias e altas frequências (a partir de 500Hz).

A combinação correta desses dois conceitos promoverá a atenuação de ruídos a patamares satisfatórios conforme cada caso específico.

Ainda se tem a opção de adoção de atenuadores individuais de ruídos junto às esquadrias – do tipo mistos,– mais comumente utilizados em intervenções isoladas, sem qualquer prejuízo da ventilação.

3.5 Ruído de impacto em lajes de piso

Impactos em lajes de pisos de edifícios são transmitidas via estrutural, em função dos processos vibratórios decorrentes.

Quanto maior a massa da laje, menor será o seu processo vibratório e, consequentemente, menor será a transmissão.

Inegavelmente a melhor forma de se absorver qualquer impacto em lajes de pisos, é a adoção de materiais macios em seus acabamentos (tapetes, pisos emborrachados, etc.).

No entanto, nem sempre isso é possível em todos os ambientes (cozinhas, banheiros, etc.), além do que não podemos privar o usuário de adotar pisos cerâmicos, pedras, etc. em todo seu apartamento.

Revestimento sobre a laje de piso Isolamento acústico em dB

Pisos emborrachados 2,5 a 14

Pisos sintéticos 1,6 a 3,0

Carpetes 7,5 a 28

Carpetes sobre bases macias 33 a 39

Laminado de madeira sobre a base elástica 11Tapetes sobre pisos de laminado de madeira, tudo sobre base elástica 22 a 30

Em não adotando pisos macios sobre as lajes, a redução da transferência de impactos pode ser feita com base no conceito largamente utilizado de pisos flutuantes sobre bases elásticas, desconectando-se inteiramente os contrapisos e pisos de quaisquer elementos estruturais e/ou vedações:

Bases elásticas e resultados de testes em laboratório

Base elástica Espessura (mm) Contrapiso (mm) Isolamento (dB)

Lã de rocha 144 Kg/m³ 15 40 18

Lã de rocha 144 Kg/m³ 20 40 20

Lã de vidro 80 Kg/m³ 15 70 27Composição mantas EPDM e rocha basaltica 1,5 80 16

A redução do nível de pressão do ruído de impacto para pisos flutuantes está relacionada com a densidade superficial do contrapiso (base flutuante) e com a rigidez dinâmica da base elástica (módulo de elasticidade/espessura = MN/m³), conforme o seguinte:

ΔL = 30 log ()Onde:

f é a frequência é a frequência central da banda de oitavas ou terços de oitavas expressos

f0 é a frequência de ressonância do sistema. Está relacionada à “rigidez dinâmica” (S’) e à “densidade” do material

Base elástica Densidade (Kg/m³) Espessura (mm) S’(MN/m³)

Granulado de borracha ligado com resina 855 10 84

Granulado de borracha ligado com resina 730 10 55

Espuma de polietileno extrudado 39 5 46

Espuma de polietileno extrudado 17 3 79

Poliestireno 15 20 83



Poliestireno expandido 14 20 19



Feltro 104 5 30

Feltro 89 10 16

Feltro 95 20 10

Lã de rocha 90 20 14



Quanto mais espessura tem a base elástica, menor é a sua rigidez dinâmica.

3.6 Ruído de impacto em coberturas metálicasComo vimos, a melhor forma de se atenuar o ruído produzido por um impacto é absorver esse impacto no fonte.

A opção mais apropriada é a adoção de um material elástico sobre a cobertura.

O processo vibratório da telha gera a vibração de outras partes da estrutura, ocasionando fontes secundárias de ruído.

Recomenda-se então o uso de apoios elásticos para as telhas, desconectando-as da estrutura de sustentação.

Outras alternativas:

Aplicação, sob as telhas, de materiais absorventes acústicos, de espessuras e densidades compatíveis com cada caso, não esquecendo dos apoios elásticos das mesmas;

Telhas metálicas do tipo “sanduíche”, dupla fase, com preenchimento de poliuretano expandido ou similares (isolamento acústico conforme laudos técnicos fornecidos pelos fabricantes);

Execução de forros de massa compatível com a necessidade de isolamento contra a capacidade de carga da estrutura.

3.7 Divisórias AcústicasSão entendidas como divisórias acústicas aquelas às quais são atribuídas propriedades relevantes de absorção e/ou isolamento acústico.

Conferir boa capacidade de isolamento acústico a uma divisória requer basicamente:

1. Aumento da massa, seja utilizando madeira ou placas de gesso.

2. Inserção de material absorvente acústico em seu interior, conferindo ao conjunto isolamento acústico adicional pelo princípio massa/mola/massa.

3. Aumento de massa dos montantes e/ou introdução de recheio denso (evitar vazios).

4. Cuidar das conexões piso/divisória/divisória/teto, preferencialmente com a adoção de elementos flexíveis.

3.8 Ruído aéreo de motoresEnclausurar. Esta é a primeira providência a se tomar para conter os altos níveis de ruídos aéreos produzidos por quaisquer máquinas e motores.

No entanto não se pode esquecer que tais equipamentos requerem ventilação para o funcionamento, sob o risco de atingirem altas temperaturas e desarmarem automaticamente.

Providências

1. Aferir o nível de ruído produzido pela máquina em funcionamento pleno;

1. Aferir o ruído de fundo do entorno;

1. Estabelecer o invólucro, dimensionado adequadamente as aberturas de tomada e saída de ar (ventilação natural), porta de acosso ao recinto e área do radiador (se for o caso);

1. Dimensionar os atenuadores de ruídos, caso a caso;

1. Corrigir o tempo de reverberação do recinto: aplicação de materiais absorventes acústicos;

1. Verificar a atenuação de ruídos por absorção acústica

1. Promover o isolamento acústico necessário

Enclausuramento de um grupo gerador de energia

3.9 Vibrações de máquinas e motores1. A primeira grande providência consiste em instá-lo sobre um sistema absorvedor de suas vibrações.

2. Verificação da transmissividade.

3. É importante colocar que a substituição dos amortecedores deve ser feita nos prazos estabelecidos pelos seus fabricantes, sob pena de comprometimento, no médio e longo prazo, das eficiências em função do desgaste natural decorrente do tempo de vida útil prescrito.

4. Para a adoção das base elásticas aqui, é de vital importância que se considere uma base flutuante de massa equivalente à no mínimo uma vez e meia a do seu carregamento, não se esquecendo da carga dinâmica que é acrescida ao sistema quando do funcionamento do motor.

5. Por último, nunca permitir qualquer conexão rígida de motor sobre uma base elástica com as demais estruturas sequenciais (tubulações hidráulicas por exemplo), posto que compromete totalmente todos os cuidados anteriores. Se necessária alguma conexão, adotá-la flexível.

Para saber mais:CARVALHO, Régio Paniago. Acústica Arquitetônica. Thesaurus, Brasília, 2010.

SILVA, Pérides. Acústica Arquitetônica. 1971

SIMÕES, Flávio Maia. Acústica Arquitetônica. Procel Edifica, Rio de Janeiro, 2011.

Isoline – Sistemas Térmico Acústicos Ltda.http://www.isoline.com.br

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http://www.isoline.com.br/

http://www.isoline.com.br/

Exercício para próxima aulaTrazer para a próxima aula:

1. A planta de uma das salas multi-uso de P3, devidamente cotada, em Papel A4, nas escala de 1/100.

2. Material de desenho

3. Calculadora

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Bom Final de semana!

aula 2013_10_17_comportamento dos materiais, tratamento acústico e questões de acústica...

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