conforto acústico em salas de aula climatizadas · conforto acústico em salas de aula...

Conforto Acstico em Salas de Aula

Climatizadas

Dissertao apresentada para obteno do

grau de Mestre em Engenharia Mecnica na

Especialidade de Energia e Climatizao de

Edifcios.

Ana Catarina Queimado Costa

Orientadora: Professora Doutora Cludia Dias Sequeira

Faro, Novembro de 2014

Conforto Acstico em Salas de Aula Climatizadas

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Copyright by Ana Catarina Queimado Costa, Maro, 2014

Reprodues parciais deste documento sero autorizadas na condio que seja mencionado o Autor e

feita referncia a Mestrado em Energia e Climatizao de Edifcios - Departamento de Engenharia

Mecnica, Instituto Superior de Engenharia da Universidade do Algarve, Faro, Portugal, 2014.

Esta tese de mestrado no est escrita de acordo com o novo acordo ortogrfico.


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v

Aos meus Avs,

Armanda e Jorge,

Vicncia e Joaquim.

Nem todos podem ser ilustres, mas todos podem ser bons

Confcio


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vii

Agradecimentos

Ao realizar esta dissertao, no posso deixar de expressar o meu profundo agradecimento a todas as

pessoas que, directa ou indirectamente, contriburam para que o meu percurso me trouxesse at aqui.

Os meus primeiros agradecimentos vo para os meus pais, Adlia e Rui, por todo o amor e carinho

com que me criaram, por todo o apoio, incentivo e fora que sempre me transmitiram nos momentos

de desnimo e por todos os valores que me transmitiram e que fizeram de mim o que sou hoje.

Quero tambm agradecer ao Professor Eng. Eduardo Volta e Sousa e sua esposa, a Professora Isabel

Volta e Sousa, pelos preciosos ensinamentos, pela disponibilidade e pelo grande apoio.

Mais do que professores so verdadeiros amigos.

Agradeo igualmente ao Professor Jos Dourado e ao seu colaborador Andr Domingos, pelo

emprstimo dos equipamentos necessrios realizao desta tese, pela pacincia e pela

disponibilidade prestada.

Por fim, agradeo orientadora desta dissertao, a Dr Cludia Sequeira.

A todos o meu sincero obrigado!


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Resumo

O presente trabalho pretende analisar e caracterizar a qualidade acstica de salas de aula de dois

edifcios escolares, construdos em diferentes pocas, pertencentes ao Instituto Superior de

Engenharia, situado no Campus da Penha da Universidade do Algarve.

O ambiente escolar destinado formao intelectual e profissional de cada cidado.

As salas de aula so espaos onde os ocupantes permanecem grande parte do seu dia e onde uma boa

acstica fundamental para a aprendizagem e concentrao.

A voz o principal meio de transmisso de conhecimento, o que torna essencial uma perfeita

compreenso entre alunos e professores.

Assim sendo, o rudo pode tornar-se extremamente incomodativo e prejudicial.

tambm de extrema importncia analisar e caracterizar o rudo proveniente de equipamentos de

Aquecimento, Ventilao e Ar Condicionado.

Estes equipamentos so de uso habitual e aconselhado pois permitem manter e controlar a

temperatura e humidade em nveis adequados produtividade e bem-estar dos ocupantes do espao.

No entanto, estes equipamentos podem tambm tornar-se fontes de Rudo devido a deficincias de

projecto, m instalao ou manuteno desadequada.

Palavras-Chave: Acstica, Rudo, Acstica em salas de aula, Tempo de Reverberao, Inteligibilidade

da Palavras, Rudo de Equipamentos.


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Abstract

The present work aims to analyze and characterize the acoustic quality of classrooms of two school

buildings, built at different times, belonging to the Institute of Engineering, situated on the Campus of

Penha of the University of Algarve.

The school environment is for the intellectual and professional formation of every citizen.

The classrooms are spaces where occupants remain a large part of their day and where good acoustic

is fundamental for learning and concentration.

The voice is the primary mean of knowledge transmission, which makes it essential to a perfect

understanding between students and teachers.

Therefore, the noise can become extremely troublesome and harmful.

It is also of extremely importance to analyze and characterize the noise from Heating, Ventilation and

Air Conditioning equipment.

This equipment is recommended for regular use and allow to maintain and control the temperature

and humidity at appropriate levels of productivity and well - being of the occupants of the space.

However, this equipment may also become sources of noise due to deficiencies in design, inadequate

maintenance or improper installation.

Key Words: Acoustics, Noise, Acoustics in Classrooms, Reverberation Time, Word Intelligibility, Noise

Equipment.


xii

ndice ndice de Figuras ..................................................................................................................................................................................5

ndice de Tabelas .................................................................................................................................................................................7

Smbolos e Abreviaturas...................................................................................................................................................................9

1. Introduo ......................................................................................................................................................................................1

1.1. Enquadramento e Motivao .......................................................................................................................................1

1.2. O Ambiente Escolar ..........................................................................................................................................................2

1.3. Objectivo ................................................................................................................................................................................3

1.4. Estrutura da Dissertao ...............................................................................................................................................3

2. Fundamentos Tericos ............................................................................................................................................................5

2.1. Caractersticas do Som ....................................................................................................................................................6

2.1.1. Frequncia .............................................................................................................................. 6

2.1.2. Intensidade ........................................................................................................................... 11

2.1.3. Timbre ................................................................................................................................... 12

2.1.4. Durao ................................................................................................................................. 12

2.2. Presso, Intensidade e Potncia Sonora .............................................................................................................. 12

2.3. Propagao do Rudo .................................................................................................................................................... 15

2.4. Fontes de Rudo ............................................................................................................................................................... 17

2.4.1. Rudo Externo ........................................................................................................................ 17

2.4.2. Rudo Interno ........................................................................................................................ 17

2.4.3. Rudo de Equipamentos ......................................................................................................... 17

3. Acstica de Edifcios ............................................................................................................................................................... 22

3.1. Sons Areos ....................................................................................................................................................................... 23

3.2. Sons de Percusso .......................................................................................................................................................... 28

3.3. Transmisso Sonora ...................................................................................................................................................... 32

3.3.1. Transmisso Marginal a Sons Areos ..................................................................................... 33

3.3.2. Transmisso Marginal de Sons de Percusso ......................................................................... 35

4. Qualidade Acstica de Salas de Aula .............................................................................................................................. 38

4.1. Tempo de Reverberao ............................................................................................................................................. 38

4.2. Inteligibilidade da Palavra ......................................................................................................................................... 42

4.2.1. AI ndice de Articulao ...................................................................................................... 44

4.2.2. SIL Nvel de Interferncia na Conversao .......................................................................... 46

4.2.3. RASTI ..................................................................................................................................... 46

4.3. Rudo de Fundo ............................................................................................................................................................... 48

4.4. Relao Sinal/Rudo ...................................................................................................................................................... 50


2

4.5. Tempo de Decaimento Inicial ................................................................................................................................... 51

4.6. Definio e Clareza ......................................................................................................................................................... 52

4.7. Geometria e Reflexes teis ...................................................................................................................................... 52

5. Legislao .................................................................................................................................................................................... 56

5.1. Portugal ............................................................................................................................................................................... 56

5.2. Outros Pases .................................................................................................................................................................... 59

5.2.1. Frana ................................................................................................................................... 59

5.2.2. Alemanha .............................................................................................................................. 60

5.2.3. Espanha ................................................................................................................................. 60

5.2.4. Reino Unido ........................................................................................................................... 61

5.2.5. Estados Unidos ...................................................................................................................... 64

5.2.6. Brasil ..................................................................................................................................... 66

6. Caso de Estudo .......................................................................................................................................................................... 68

6.1. Amostra em Estudo ....................................................................................................................................................... 68

6.2. Equipamentos de Medio ......................................................................................................................................... 69

6.3. Metodologia ....................................................................................................................................................................... 72

6.3.1. Rudo de Fundo ..................................................................................................................... 72

6.3.2. Tempo de Reverberao ........................................................................................................ 74

6.3.3. Isolamento Sonoro a Rudos Areos entre salas..................................................................... 75

6.4. Resultados .......................................................................................................................................................................... 79

6.4.1. Sala 2.14 ................................................................................................................................ 79

6.4.2. Sala 161 ................................................................................................................................. 91

6.4.3. Comparao entre Salas ...................................................................................................... 103

6.5. Estudo Estatstico ........................................................................................................................................................ 104

6.5.1. Tempo de Reverberao ...................................................................................................... 104

6.5.2. Isolamento a rudos areos entre salas Dn,T ........................................................................ 104

6.5.3. Isolamento a rudos de percusso L,nT ................................................................................ 106

6.5.4. Isolamento a rudos areos de fachada, D2m,nT ................................................................. 107

7. Concluses ............................................................................................................................................................................... 110

7.1. Concluso ............................................................................................................................................................................. 110

7.5. Desenvolvimentos Futuros ..................................................................................................................................... 111

8. Referncias Bibliogrficas ................................................................................................................................................ 113


3


4


5

ndice de Figuras

FIGURA 1- ESPECTRO SONORO [57] ..................................................................................................................................................... 5

FIGURA 2 - FREQUNCIAS DO SOM [21] ................................................................................................................................................ 6

FIGURA 3 - LARGURA DA BANDA .......................................................................................................................................................... 7

FIGURA 4 - CURVAS ISOFNICAS .......................................................................................................................................................... 9

FIGURA 5 - EXEMPLO DE PONDERAO ............................................................................................................................................... 10

FIGURA 6 - CURVAS DE PONDERAO [21] .......................................................................................................................................... 11

FIGURA 7- INTENSIDADES DO SOM [22] .............................................................................................................................................. 12

FIGURA 8 - NVEL DE PRESSO SONORA [23] ....................................................................................................................................... 14

FIGURA 9- PROPAGAO DO SOM ..................................................................................................................................................... 15

FIGURA 10 - REFRACO E DIFRACO DO SOM ................................................................................................................................... 17

FIGURA 11 - CURVAS NC (NOISE CRITERION) [24] ................................................................................................................................ 19

FIGURA 12 - CURVAS NR (NOISE RATING) [26] .................................................................................................................................... 20

FIGURA 13 - CURVAS RC (ROOM CRITERIA) ......................................................................................................................................... 21

FIGURA 14- SONS AREOS [27] ........................................................................................................................................................ 23

FIGURA 15 - SONS AREOS EXTERNOS E INTERNOS ................................................................................................................................ 24

FIGURA 16 - ENSAIO DE CARACTERIZAO DO ISOLAMENTO A SONS AREOS [53] .......................................................................................... 25

FIGURA 17 - TRANSMISSO DE SONS AREOS ....................................................................................................................................... 27

FIGURA 18 - SOLUO ATRAVS DO AUMENTO DE MASSA ........................................................................................................................ 28

FIGURA 19 - SOLUO ATRAVS DA DUPLICAO DO ELEMENTO ................................................................................................................ 28

FIGURA 20 - SONS DE PERCUSSO [27] .............................................................................................................................................. 29

FIGURA 21 - FONTES DE SONS DE PERCUSSO ...................................................................................................................................... 29

FIGURA 22 - MEDIO DOS RUDOS DE PERCUSSO [53] ........................................................................................................................ 30

FIGURA 23 - TRANSMISSO SONORA .................................................................................................................................................. 32

FIGURA 24 - INFLUNCIA DA TRANSMISSO MARGINAL EM ELEMENTOS HOMOGNEOS .................................................................................... 33

FIGURA 25 - REVERBERAO DO SOM [28] ......................................................................................................................................... 39

FIGURA 26 - TEMPO DE REVERBERAO .............................................................................................................................................. 39

FIGURA 27 - TEMPO DE REVERBERAO VS VOLUME DO ESPAO .............................................................................................................. 40

FIGURA 28 - RELAO SINAL/RUDO .................................................................................................................................................. 51

FIGURA 29 - ELEMENTOS PREJUDICIAIS PROPAGAO DA ONDA SONORA ................................................................................................. 53

FIGURA 30 - PLACAS REFLECTORAS .................................................................................................................................................... 54

FIGURA 31 - SOLUES CONSTRUTIVAS PARA SALAS DE AULA................................................................................................................... 54

FIGURA 32 - ARRANJOS BONS E MAUS PARA PORTAS ............................................................................................................................. 55

FIGURA 33 - VALORES DO TEMPO DE REVERBERAO TIMO NA FREQUNCIA DE 500 HZ EM FUNO DO VOLUME E TIPO DE COMPARTIMENTO CONFORME

A NORMA NBR .................................................................................................................................................................... 67

FIGURA 34 - SALA 161 ................................................................................................................................................................... 69

FIGURA 35 - SALA 2.14 .................................................................................................................................................................. 69

FIGURA 36 SONMETRO .............................................................................................................................................................. 70

FIGURA 37 - FONTE SONORA ............................................................................................................................................................ 71

FIGURA 38 - MQUINA DE MARTELOS ................................................................................................................................................ 71

FIGURA 39 - PONTOS DE MEDIO PARA A DETERMINAO DO RUDO DE FUNDO NA SALA 2.14 ....................................................................... 73

FIGURA 40- PONTOS DE MEDIO PARA A DETERMINAO DO RUDO DE FUNDO NA SALA 161 ......................................................................... 73

FIGURA 41 - PONTOS DE MEDIO DO RUDO DE FUNDO COM A SALA 2.14 OCUPADA .................................................................................... 73

FIGURA 42 - PONTOS DE MEDIO DO RUDO DE FUNDO COM A SALA 161 OCUPADA ..................................................................................... 74

FIGURA 44 - PONTO DE EMISSO (FS) E PONTOS DE MEDIO PARA A DETERMINAO DO TEMPO DE REVERBERAO NA SALA 161 ........................... 75

FIGURA 43 - PONTO DE EMISSO (FS) E PONTOS DE MEDIO PARA A DETERMINAO DO TEMPO DE REVERBERAO NA SALA 2.14 .......................... 75

FIGURA 45 - PONTOS DE EMISSO (FS1 E FS2) E DE MEDIO NA SALA EMISSORA (SALA 2.16) E NA SALA RECEPTORA (SALA 2.14) PARA A DETERMINAO

DO ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE CONDUO AREA .............................................................................................................. 76

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6

FIGURA 46 - PONTOS DE EMISSO (FS1 E FS2) E DE MEDIO NA SALA EMISSORA (SALA 162) E NA SALA RECEPTORA (SALA 161) PARA A DETERMINAO

DO ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE CONDUO AREA .............................................................................................................. 76

FIGURA 47 - POSIES DA MQUINA DE PERCUSSO NA SALA EMISSORA (SALA 2.16) E PONTOS DE MEDIO NA SALA RECEPTORA (SALA 2.14) PARA A

DETERMINAO DO ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE PERCUSSO.................................................................................................. 77

FIGURA 48- POSIES DA MQUINA DE PERCUSSO NA SALA EMISSORA (SALA 162) E PONTOS DE MEDIO NA SALA RECEPTORA (SALA 161) PARA A

DETERMINAO DO ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE PERCUSSO.................................................................................................. 77

FIGURA 49 - PONTO DE EMISSO (FS) E PONTOS DE MEDIO PARA A DETERMINAO DO ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE CONDUO AREA DA

FACHADA DA SALA 2.14 ......................................................................................................................................................... 78

FIGURA 50 - PONTO DE EMISSO (FS) E PONTOS DE MEDIO PARA A DETERMINAO DO ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE CONDUO AREA DA

FACHADA DA SALA 161 .......................................................................................................................................................... 79

FIGURA 51 ENSAIO DO ISOLAMENTO SONORO A RUDOS AREOS DE FACHADAS ......................................................................................... 79

FIGURA 52 - RUDO DE FUNDO COM EQUIPAMENTO AVAC DESLIGADO NA SALA 2.14 .................................................................................... 81

FIGURA 53 - RUDO DE FUNDO COM EQUIPAMENTO AVAC LIGADO NA SALA 2.14 ........................................................................................ 82

FIGURA 54 - RUDO DE FUNDO COM SALA 2.14 OCUPADA ...................................................................................................................... 83

FIGURA 55 COMPARAO ENTRE O RUDO DE FUNDO COM AVAC DESLIGADO, O RUDO DE FUNDO COM AVAC LIGADO E SALA COM OCUPAO ...... 83

FIGURA 56 - NVEL DO RUDO PARTICULAR DE EQUIPAMENTOS, LAR,NT, DA SALA 2.14 ................................................................................... 85

FIGURA 57 - TEMPO DE REVERBERAO NA SALA 2.14 ........................................................................................................................... 86

FIGURA 58 - NDICE DE ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE CONDUO AREA, DNT, DA SALA 2.14 .................................................................. 87

FIGURA 59 - ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE PERCUSSO, LN, DA SALA 2.14 .......................................................................................... 88

FIGURA 60 - ISOLAMENTO A SONS DE CONDUO AREA DE FACHADAS, D2M'N, DA SALA 2.14 ........................................................................ 89

FIGURA 61 - RUDO DE FUNDO COM O EQUIPAMENTO AVAC DESLIGADO PARA A SALA 161............................................................................. 92

FIGURA 62 - RESULTADOS DO RUDO DE FUNDO COM O EQUIPAMENTO AVAC LIGADO PARA A SALA 161 ............................................................ 93

FIGURA 63 - RUDO DE FUNDO COM A SALA 161 OCUPADA..................................................................................................................... 94

FIGURA 64 - COMPARAO ENTRE O RUDO DE FUNDO COM AVAC DESLIGADO, O RUDO DE FUNDO COM AVAC LIGADO E COM A SALA 161 OCUPADA 95

FIGURA 65 - NVEL DO RUDO PARTICULAR DE EQUIPAMENTOS, LAR,NT, DA SALA 161 .................................................................................... 96

FIGURA 66 - TEMPO DE REVERBERAO PARA A SALA 161....................................................................................................................... 97

FIGURA 67 - ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE CONDUO AREA, DNT, DA SALA 161 ................................................................................ 98

FIGURA 68 - ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE PERCUSSO, LN, DA SALA 161 ........................................................................................... 99

FIGURA 69 - ISOLAMENTO SONORO A SONS DE CONDUO AREA DE FACHADAS, D2M,N, DA SALA 161 ........................................................... 101

file:///C:/Users/staples/Dropbox/Meu/TESE/TESE%20-%20CONFORTO%20ACUSTICO%20EM%20SALAS%20DE%20AULA%20CLIMATIZADAS.docx%23_Toc402803073


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ndice de Tabelas

TABELA 1 - BANDAS DE FREQUNCIA .................................................................................................................................................... 8

TABELA 2- CLASSIFICAO DOS VALORES DE LAR .................................................................................................................................... 18

TABELA 3 - VALORES RECOMENDADOS PARA AS CURVAS NC PARA DIFERENTES TIPOS DE ESPAOS ...................................................................... 19

TABELA 4 - VALORES RECOMENDADOS PARA CURVAS NR PARA DIFERENTES TIPOS DE ESPAO ........................................................................... 20

TABELA 5 - VALORES RECOMENDADOS PARA CURVAS RC PARA DIFERENTES TIPOS DE ESPAOS .......................................................................... 21

TABELA 6 - VALORES PARA O ISOLAMENTO SONORO NAS CONDIES DE AUDIBILIDADE.................................................................................... 22

TABELA 7 - NDICE DE ISOLAMENTO A RUDOS DE CONDUO AREA DE FACHADAS D2M,NT,W ............................................................................. 27

TABELA 8 - NDICE DE ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE CONDUO AREA, DNT,W ...................................................................................... 27

TABELA 9 - NDICE DE ISOLAMENTO A SONS DE PERCUSSO, L'NT,W ........................................................................................................... 31

TABELA 10 - CORRECO AO VALOR DO NDICE DE ISOLAMENTO A SONS DE PERCUSSO DEVIDO TRANSMISSO MARGINAL .................................... 36

TABELA 11 TEMPOS DE REVERBERAO RECOMENDADOS PARA SALAS DE AULA EM DIFERENTES PASES ............................................................. 42

TABELA 12 - FACTORES QUE CONTRIBUEM PARA A VARIAO DA EMISSO DA VOZ ......................................................................................... 44

TABELA 13 - MTODOS DE AVALIAO DA INTELIGIBILIDADE DA PALAVRA .................................................................................................... 44

TABELA 14 - EXEMPLO DE QUADRO PARA OBTENO DE AI ...................................................................................................................... 45

TABELA 15 - VALORES DOS NVEIS DE CONVERSAO E DOS PESOS RELATIVOS A CADA FREQUNCIA PARA BANDAS DE 1/3 E 1/1 OITAVA ...................... 45

TABELA 16 - GRAU DE INTELIGIBILIDADE .............................................................................................................................................. 46

TABELA 17 - VALORES DE SIL ........................................................................................................................................................... 46

TABELA 18 - CLASSIFICAO RASTI ................................................................................................................................................... 47

TABELA 19 NVEIS DE RUDO DE FUNDO RECOMENDADOS PARA SALAS DE AULA EM DIVERSOS PASES ................................................................ 49

TABELA 20 - VALORES LIMITES DE EXPOSIO E VALORES DE ACO SUPERIORES E INFERIORES REFERENTES EXPOSIO PESSOAL DIRIA OU SEMANAL DE

UM TRABALHADOR E NVEL DE PRESSO SONORA DE PICO ................................................................................................................ 50

TABELA 21 - VALORES MNIMOS DE NDICE DE ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE CONDUO AREA DE PAREDES EXTERIORES (D2M,NT,W) EM EDIFCIOS

ESCOLARES SEGUNDO O RRAE ................................................................................................................................................. 56

TABELA 22 - VALORES MNIMOS DO NDICE DE ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE CONDUO AREA EM EDIFCIOS ESCOLARES SEGUNDO O RRAE ....... 57

TABELA 23 - VALORES MXIMOS DO NDICE DE ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE PERCUSSO (LNT,W) EM EDIFCIOS ESCOLARES SEGUNDO O RRAE ..... 57

TABELA 24 - VALORES MXIMOS DO TEMPO DE REVERBERAO MDIO NAS FREQUNCIAS DE 500, 1000 E 2000 HZ EM EDIFCIOS ESCOLARES SEGUNDO O

RRAE ................................................................................................................................................................................ 57

TABELA 25 - VALORES MXIMOS DO NVEL DE AVALIAO DO RUDO PARTICULAR DOS EQUIPAMENTOS (LAR, NT) EM EDIFCIOS ESCOLARES SEGUNDO O RRAE

........................................................................................................................................................................................ 58

TABELA 26 - VALORES LIMITES DE EXPOSIO E VALORES DE ACO SUPERIORES E INFERIORES REFERENTES EXPOSIO PESSOAL DIRIA OU SEMANAL DE

UM TRABALHADOR E NVEL DE PRESSO SONORA DE PICO ................................................................................................................ 58

TABELA 27 - VALORES MXIMOS DO NVEL SONORO DO RUDO DE FUNDO PROVOCADO PELOS EQUIPAMENTOS AVAC EM DIFERENTE LOCAIS SEGUNDO O

DECRETO-LEI 92/1444, FRANA ............................................................................................................................................. 59

TABELA 28 - VALORES MXIMOS DO TEMPO DE REVERBERAO MDIO NAS FREQUNCIAS DE 500, 1K, 2K EM DIFERENTES LOCAIS SEGUNDO O DECRETO-

LEI 92/1444, FRANA .......................................................................................................................................................... 60

TABELA 29 - VALORES MXIMOS DO RUDO DE FUNDO PROVOCADO PELOS EQUIPAMENTOS AVAC PELA NORMA ALEM DIN 4109 .......................... 60

TABELA 30 - VALORES MXIMOS DO TEMPO DE REVERBERAO MDIO NAS FREQUNCIAS DE 500 E 1 KHZ EM DIFERENTES LOCAIS MOBILADOS E

OCUPADOS SEGUNDO A NORMA ALEM DIN 18041 ..................................................................................................................... 60

TABELA 31 - VALORES MXIMOS DO TEMPO DE REVERBERAO MDIO NAS FREQUNCIAS DE 500, 1K E 2KHZ EM DIFERENTES LOCAIS SEGUNDO O

DECRETO-LEI 1371/2007, ESPANHA........................................................................................................................................ 61

TABELA 32 - VALORES MXIMOS DO NVEL SONORO DO RUDO DE FUNDO PROVOCADO PELOS EQUIPAMENTOS AVAC SEGUNDO O DECRETO-LEI

1371/2007, ESPANHA ......................................................................................................................................................... 61 TABELA 33 - VALORES MXIMOS DO NVEL SONORO CONTNUO EQUIVALENTE DO RUDO DE FUNDO (L

AEQ) EM EDIFCIOS ESCOLARES SEGUNDO O BB93 .. 62

TABELA 34 - VALORES MNIMOS DO NDICE DE ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE CONDUO AREA (DNT,W

) EM EDIFCIOS ESCOLARES SEGUNDO O BB93

........................................................................................................................................................................................ 63

TABELA 35 - VALORES MXIMOS DO NDICE DE ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE PERCUSSO (LNT,W

) EM EDIFCIOS ESCOLARES SEGUNDO O BB93 ..... 63


8


BB93 ................................................................................................................................................................................ 63


BB93 (CONTINUAO ........................................................................................................................................................... 64

TABELA 38 - VALORES MXIMOS DO NVEL SONORO DO RUDO DE FUNDO PROVOCADO PELOS EQUIPAMENTOS AVAC PELA NORMA ANSI/ASA S12.60 65

TABELA 39 - VALORES MXIMOS DO TEMPO DE REVERBERAO MDIO NAS FREQUNCIAS DE 500, 1K, 2K HZ EM DIFERENTES LOCAIS SEGUNDO A NORMA

ANSI/ASA S12.60 .............................................................................................................................................................. 65 TABELA 40 - VALORES MNIMOS DO NDICE DE REDUO SONORA (R

W) ENTRE SALAS DE AULA E DIFERENTES ESPAOS ADJACENTES SEGUNDO A ANSI 12.60

........................................................................................................................................................................................ 65

TABELA 41 - VALORES MNIMOS DO NDICE DE REDUO SONORA (RW

) ENTRE DIFERENTES ESPAOS ADJACENTES SEGUNDO A ANSI 12.60 ................. 66

TABELA 42 - VALORES DE CONFORTO E MXIMOS DO NVEL SONORO DO RUDO DE FUNDO PROVOCADO PELOS EQUIPAMENTOS DE AR-CONDICIONADO EM

DIFERENTES LOCAIS SEGUNDO A NORMA NBR 6401 ..................................................................................................................... 66

TABELA 43 - CARACTERSTICAS DAS SALAS ........................................................................................................................................... 68

TABELA 44 - RESULTADOS DO RUDO DE FUNDO COM O EQUIPAMENTO AVAC DESLIGADO PARA A SALA 2.14 ...................................................... 80

TABELA 45 - RESULTADOS DO RUDO DE FUNDO COM O EQUIPAMENTO AVAC LIGADO PARA A SALA 2.14 ........................................................... 81

TABELA 46 - RUDO DE FUNDO COM SALA 2.14 OCUPADA. ...................................................................................................................... 82

TABELA 47 - NVEL DO RUDO PARTICULAR DE EQUIPAMENTOS, LAR,NT, DA SALA 2.14 ................................................................................... 84

TABELA 48 - RESULTADOS DO TEMPO DE REVERBERAO PARA A SALA 2.14 ................................................................................................ 85

TABELA 49 - RESULTADOS DO ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE CONDUO AREA, DNT, NA SALA 2.14 ......................................................... 87

TABELA 50 RESULTADOS DO ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE PERCUSSO, LN, DA SALA 2.14 ................................................................... 87

TABELA 51 - RESULTADOS DO ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE PERCUSSO, LN, DA SALA 2.14 (CONTINUAO) .............................................. 88

TABELA 52 - RESULTADOS DO ISOLAMENTO SONORO A SONS DE CONDUO AREA DE FACHADAS, D2M,N, DA SALA 2.14 ....................................... 89

TABELA 53 - CUMPRIMENTO DO LIMITE REGULAMENTAR DO TEMPO DE REVERBERAO DA SALA 2.14 ............................................................... 90

TABELA 54 - CUMPRIMENTO DO LIMITE REGULAMENTAR DO NVEL DE AVALIAO DO RUDO PARTICULAR DE EQUIPAMENTOS DA SALA 2.14 ................ 90

TABELA 55 - RESULTADOS DO ENSAIO NA SALA 2.14 .............................................................................................................................. 90

TABELA 56 - RESULTADOS DO RUDO DE FUNDO COM O EQUIPAMENTO AVAC DESLIGADO PARA A SALA 161 ....................................................... 92

TABELA 57 - RESULTADOS DO RUDO DE FUNDO COM O EQUIPAMENTO AVAC LIGADO PARA A SALA 161 ............................................................ 93

TABELA 58 - RUDO DE FUNDO COM A SALA 161 OCUPADA..................................................................................................................... 94

TABELA 59 - NVEL DO RUDO PARTICULAR DE EQUIPAMENTOS, LAR,NT, DA SALA 161 .................................................................................... 95

TABELA 60 - NVEL DO RUDO PARTICULAR DE EQUIPAMENTOS, LAR,NT, DA SALA 161 (CONTINUAO) .............................................................. 96

TABELA 61 - RESULTADOS DO TEMPO DE REVERBERAO PARA A SALA 161 ................................................................................................. 97

TABELA 62 - RESULTADOS DO ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE CONDUO AREA, DNT, DA SALA 161 .......................................................... 98

TABELA 63 - RESULTADOS DO ISOLAMENTO SONORO A RUDOS DE PERCUSSO, LN, DA SALA 161 ..................................................................... 99

TABELA 65 - RESULTADOS DO ISOLAMENTO SONORO A SONS DE CONDUO AREA DE FACHADAS, D2M,N, DA SALA 161 ...................................... 100

TABELA 66 - RESULTADOS DO ISOLAMENTO SONORO A SONS DE CONDUO AREA DE FACHADAS, D2M,N, DA SALA 161 (CONTINUAO) ................ 100

TABELA 67 CUMPRIMENTO DO LIMITE REGULAMENTAR DO TEMPO DE REVERBERAO DA SALA 161 .............................................................. 101

TABELA 68 CUMPRIMENTO DO LIMITE REGULAMENTAR DO NVEL DE AVALIAO DO RUDO PARTICULAR DE EQUIPAMENTOS DA SALA 161 .............. 102

TABELA 69 RESULTADOS DO ENSAIO NA SALA 161 ............................................................................................................................ 102

TABELA 70 - NDICES OBTIDOS EM CADA SALA ..................................................................................................................................... 103

TABELA 72 TR OBTIDO EM CADA SALA ............................................................................................................................................ 104

TABELA 73 - LAR,NT OBTIDO EM CADA SALA ......................................................................................................................................... 104


9

Smbolos e Abreviaturas

A Absoro sonora equivalente (m2)

A0

Absoro sonora de referncia (m2)

AC Articulation class

AI Articulation Index

ANSI American National Standards Institute

AVAC Aquecimento, Ventilao e Ar-Condicionado

BB87 Building Bulletin 87

BB93 Building Bulletin 93

BEST Building Excellent Schools Today

BSF Building Schools for the Future

c Celeridade (m/s)

C50

Claridade (dB, base 50 ms)

CR Curva de referncia

D2m,n

isolamento sonoro a rudos de conduo area de fachadas normalizado (dB)

D2m,nT

Isolamento sonoro a rudos de conduo area de fachadas padronizado (dB)

D2m,nT,w

ndice de isolamento sonoro a rudos de conduo area de fachadas padronizado (dB)

D50

Definio (dB, base 50 ms)

Dn

Isolamento sonoro a rudos de conduo area normalizado (dB)

DnT

Isolamento sonoro a rudos de conduo area padronizado (dB)

DnT,w

ndice de isolamento sonoro a rudos de conduo area padronizado (dB)

f Frequncia (Hz)

f0

Frequncia central de uma banda de frequncias (Hz)

f1

Frequncia limite inferior de uma banda de frequncias (Hz)


10

f2

Frequncia limite superior de uma banda de frequncias (Hz)

FS Fonte sonora

I Intensidade sonora (W/m2)

I0

Intensidade sonora de referncia (W/m2)

ISO International Organization for Standardization

Ln

Falta de isolamento sonoro a rudos de percusso normalizado (dB)

LnT

Falta de isolamento sonoro a rudos de percusso padronizado (dB)

LnT,w

ndice de isolamento sonoro a rudos de percusso padronizado (dB)

L1,2m

Nvel mdio de presso sonora no exterior a 2 m da fachada (dB)

LA

Nvel sonoro (dB)

LAeq

Nvel sonoro contnuo equivalente (dB)

LAr,nT

Nvel de avaliao do rudo particular de equipamentos padronizado (dB)

Leq

Nvel de presso sonora continuo equivalente (dB)

Lp

Nvel de presso sonora (dB)

m Absoro sonora do ar em funo da humidade relativa (m-1

)

NC Noise Criterion

NR Noise Rating

p Presso sonora (Pa)

p0

Presso de referncia (Pa)

r Distncia (m)

RASTI Rapid Speech Transmission Index

RF Rudo de fundo (dB)

RGR Regulamento Geral do Rudo

RRAE Regulamento dos Requisitos Acsticos dos Edifcios

Rw

ndice sonoro (dB)


11

S Superfcie real do material (m2)

SFP School Facility Program

SIL Speech Interference Levels

STC Sound Transmission Class

STI Speech Transmission Index

T Temperatura do meio (K)

T0

Tempo de reverberao de referncia (s)

TR Tempo de reverberao (s)

TR[500, 1k, 2k Hz] Mdia entre TR[500 Hz], TR[1k Hz] e TR[2k Hz] (s)

V Volume do compartimento (m3)

W Potncia sonora (W)

W0

Potncia sonora de referncia (W)

Coeficiente de absoro sonora do material

W

Coeficiente de absoro sonora ponderado

Comprimento de onda (m)

Massa volmica do ar (kg/m3)

n - Nmero de decaimentos em cada ponto de medio na obteno do tempo mdio de reverberao

N - Nmero de combinaes independentes entre sistema microfone-fonte, na obteno do tempo mdio de reverberao

- Incerteza padro do tempo de reverberao mdio, obtido por decaimentos de 20 dB, por banda de frequncia - Incerteza combinada do isolamento sonoro a sons de conduo area, padronizado, por

banda de frequncia.

- Incerteza combinada do nvel sonoro de percusso padronizado, por banda de frequncia

- Incerteza combinada do isolamento sonoro a sons de conduo area, padronizado, de

uma fachada, por banda de frequncia

- Incerteza-padro do nvel sonoro mdio na sala emissora, por banda de frequncia


12

- Incerteza-padro do nvel sonoro mdio na sala recetora, corrigido do efeito do rudo de

fundo, por banda de frequncia

- Incerteza-padro do nvel sonoro mdio medido a 2 m em frente da fachada, por banda de

frequncia - Incerteza-padro associada ao arredondamento - Incerteza-padro do nvel sonoro mdio residual na sala recetora, por banda de frequncia

- Incerteza-padro do nvel sonoro mdio total na sala recetora, por banda de frequncia

- Incerteza-padro do nvel sonoro mdio na sala recetora, resultante de uma ao mecnica de

percusso normalizada, corrigido do efeito do rudo de fundo, por banda de frequncia - Incerteza padro associada ao sonmetro

- Coeficiente de sensibilidade do isolamento sonoro a sons de conduo area, padronizado,

de uma fachada, em ordem ao tempo de reverberao mdio obtido por decaimentos de 20 dB, por banda de frequncia


de uma fachada, em ordem ao nvel sonoro mdio residual na sala recetora, por banda de frequncia


de uma fachada, em ordem ao nvel sonoro mdio total na sala receptora por banda de frequncia


em ordem ao tempo de reverberao mdio, obtido por decaimentos de 20 dB, por banda de frequncia


em ordem ao nvel sonoro mdio residual na sala recetora, por banda de frequncia

- Coeficiente de sensibilidade do isolamento sonoro a sons de conduo area padronizado, em

ordem ao nvel sonoro mdio total na sala recetora por banda de frequncia

- Coeficiente de sensibilidade do nvel sonoro de percusso padronizado, em ordem ao

tempo de reverberao mdio, obtido por decaimentos de 20 dB, por banda de frequncia


13

- Coeficiente de sensibilidade do nvel sonoro de percusso padronizado, em ordem ao nvel

sonoro mdio total na sala recetora por banda de frequncia

- Coeficiente de sensibilidade do nvel sonoro de percusso padronizado, em ordem ao nvel

sonoro mdio residual na sala recetora, por banda de frequncia


1

1. Introduo

1.1. Enquadramento e Motivao

Desde a Revoluo Industrial, o mundo tem vindo a ser conduzido a uma crescente mecanizao

em todas as indstrias e actividades econmicas.

Paralelamente ao aumento contnuo da industrializao, verificou-se tambm um enorme

crescimento urbano e a consequente multiplicao de estradas, ferrovias, aeroportos e actividades

industriais, aumentando assim a exposio da populao poluio sonora.

Qualquer poluio, alm de prejudicar gravemente a sade, a segurana e o bem-estar do ser

humano, tambm uma fonte de degradao ambiental.

Segundo a Organizao Mundial de Sade, a poluio sonora a terceira causa entre os principais

problemas ambientais, sendo apenas superada pela poluio do ar e da gua.

O rudo pode ser responsvel por doenas cardiovasculares, doenas no sistema digestivo e no

sistema neurolgico. Constitui tambm uma causa de incmodo para o trabalho e um obstculo

comunicao.

Nas ltimas dcadas, o Homem tem-se vindo a tornar cada vez mais exigente em relao

qualidade de vida, e a preocupar-se com a problemtica do rudo, o que conduziu criao de

regulamentao, actualmente em vigor, que procura limitar os nveis de Rudo e definir exigncias

de isolamento sonoro.

No entanto, o Homem no se tornou exigente apenas em relao poluio sonora, tornou-se

tambm exigente em relao ao conforto higrotrmico, sentindo uma constante necessidade de

sentir este tipo de conforto tanto no local que habita como no local em que trabalha.

Entende-se por conforto higrotrmico a sensao experimentada pelo organismo, em

determinadas condies ambientais de temperatura e humidade em que o ser humano no precisa

fazer uso do seu sistema termorregulador para manter a sua temperatura na faixa dos 36,5C,

tendo em conta factores como a idade, roupa, actividade.

Assim sendo, nos dias que correm, qualquer edifcio, seja ele habitacional ou de servios, tornou-se

uma complexa mquina destinada ao conforto humano, possuindo equipamentos que tornam o

ambiente mais agradvel e confortvel.

Estes equipamentos, conhecidos por AVAC, Aquecimento, Ventilao e Ar Condicionado, devido s

oscilaes trmicas entre as estaes do ano e constante necessidade de manter o ambiente em

nveis adequadas produtividade, sade e bem-estar dos ocupantes, tornaram-se imprescindveis.


2

Contudo estes equipamentos no apresentam s vantagens, e se por um lado proporcionam

conforto e bem-estar, por outro, devido a deficincias de projecto, m instalao ou manuteno

inadequada, podem gerar rudo e at mesmo doenas.

Neste contexto, a presente dissertao tem por objectivo alertar para a problemtica do rudo, em

particular no ambiente escolar, e para a importncia de serem elaborados projectos adequando o

ambiente acstico dos espaos s exigncias regulamentares de conforto e alertar tambm para a

necessidade de escolher equipamentos adequados, com baixos nveis de Rudo e com instalaes

bem dimensionadas.

1.2. O Ambiente Escolar

A escola um local destinado instruo e educao, produo cultural e formao do cidado,

ou seja, um local desenvolvido para maximizar as potencialidades do ser humano.

Neste sentido, imprescindvel que o ambiente escolar seja adequado finalidade a que se

destina.

No entanto, verifica-se que este ambiente pode tornar-se extremamente Rudoso, no s devido a

rudos externos, como o Rudo do trfego, barulho nos corredores, etc, como tambm devido a

rudos internos, como o arrastar de cadeiras, conversas paralelas, equipamentos AVAC, entre

outros.

Sendo a voz a base para toda a comunicao e o principal instrumento de transmisso de

conhecimento, torna-se muito difcil providenciar uma educao apropriada com excesso de

Rudo, o que alm de ser um incmodo, interfere no rendimento das actividades de ensino e

compromete o sucesso escolar.

O Rudo compete com a fala do professor, encobrindo alguma palavras, o que torna o seu discurso

incompreensvel.

Numa sala ruidosa, o professor tem necessidade de superar os rudos, elevando a sua voz, o que,

com o passar dos anos, pode provocar rouquido, dores nas cordas vocais e na laringe e, at,

problemas psicolgicos devido incapacidade de exercer a sua profisso de forma adequada.

do senso comum que so as crianas, com idade compreendida entre os 6 e os 12 anos, os mais

vulnerveis a esta poluio sonora nas salas de aula e, por isso, as mais prejudicadas devido ao

facto de ainda se encontram em fase de aquisio de vocabulrio e no conseguirem compreender

claramente as palavras proferidas pelo professor.

Assim, devido ao nmero de fontes produtoras de Rudo ser cada vez maior e s suas

consequncias para a sade do ser humano serem cada vez mais prejudiciais aliado a uma


3

crescente importncia politica e social da educao, a questo da qualidade acstica nas escolas

tem vindo a adquirir cada vez mais enfase.

de suma importncia que o Rudo seja controlado nas salas de aula, promovendo um ambiente

apropriado aprendizagem. O Rudo deve ser to baixo quanto possvel.

Para tal, fundamental que as salas de aula cumpram os requisitos acsticos presentes na lei, ter

em conta tanto a localizao como a arquitectura da escola e o uso de equipamentos com emisso

sonora mnima.

1.3. Objectivo

O objectivo desta dissertao analisar e caracterizar a qualidade acstica de duas salas de aula

climatizadas, cada uma situada em dois edifcios escolares, construdos em pocas diferentes,

atravs de medies de parmetros acsticos e tendo em conta o Regulamento dos Requisitos

Acsticos em Edifcios [decreto-Lei 96/2008].

As salas foram escolhidas apenas por serem as duas salas onde so leccionadas a grande maioria

das aulas do curso de Engenharia Mecnica.

Os edifcios em estudo esto situados na cidade de Faro e pertencem ao Instituto Superior de

Engenharia, no Campus da Penha, da Universidade do Algarve.

1.4. Estrutura da Dissertao

A presente dissertao encontra-se dividida em 8 captulos.

No Captulo 1 feito um enquadramento do problema, os objectivos a que este se prope e

caracterizado o ambiente escolar.

No Captulo 2 faz-se uma abordagem terica aos conceitos de som e rudo, o que os diferencia e

algumas das suas caractersticas.

No Captulo 3 apresentam-se os conceitos relativos acstica de edifcios, como o isolamento

acstico, correco acstica, sons areos e de percusso e transmisses sonoras.

No Captulo 4 aborda-se a qualidade acstica de salas de aula e os principais parmetros com os

quais se pode avaliar o desempenho acstico de qualquer compartimento.

No Captulo 5 fala-se sobre a legislao aplicvel em Portugal e noutros pases, estabelecendo

algumas comparaes.


4

No Captulo 6 descrito o caso de estudo e os ensaios realizados bem como os valores obtidos.

No Captulo 7 apresentam-se as principais concluses referentes a todo o trabalho.

Pro fim, no Captulo 8, lista-se as referncias bibliogrficas consultadas para a realizar esta

dissertao.


5

2. Fundamentos Tericos

A Acstica a cincia que estuda os fenmenos fsicos ligados sensao do som [1].

O som pode ser definido como uma onda que se propaga ao longo de um determinado meio. Este

meio sofre repetidas compresses e expanses, produzindo variaes de presso segundo a

direco da propagao. A onda sonora , assim, uma onda produzida por uma fonte ou elemento

vibrador, tridimensional, mecnica e portanto necessita, obrigatoriamente, de um meio elstico

para se propagar, como o ar, a gua, ou qualquer outro meio slido, lquido ou gasoso. Isto porque

no existindo matria, no h o que possa ser deslocado para propagar a energia sonora. Tal

explica o facto do som no se propagar no vazio [2] [3].

Se esta onda se propagar at ao ouvido, ir provocar a vibrao do tmpano e a estimulao dos

nervos auditivos. Assim, transmitido ao crebro uma sensao percebida como som [2] [3].

No entanto, no so todas as ondas sonoras que, ao atingirem o ouvido humano, provocam uma

sensao auditiva. O ouvido humano apenas detecta ondas com frequncias compreendidas entre

os 20 Hz e os 20 kHz. [2] [3] [4]

Ondas com frequncias inferiores a 20 Hz so designadas infrassons e ondas com frequncias

superiores a 20 kHz so designadas ultrassons [4].

Figura 1- Espectro Sonoro [57]

A gama de valores analisada na Acstica de Edifcios idntica gama de audio do ser humano e

dividida em trs zonas de frequncias: frequncias graves que variam de 20 a 355 Hz, frequncias

mdias que vo de 355 a 1.410 Hz e frequncias agudas de 1.410 a 20.000 Hz. [2] [3] [4]

Os termos som e rudo so muitas vezes utilizados indistintamente, no entanto so conceitos

diferentes. [2] [3] [4]

De um modo geral, o som caracterizado por uma nica frequncia e amplitude. [2] [3] [4]


6

No entanto, muitas fontes sonoras podem emitir simultaneamente muitas vibraes de diferentes

frequncias e amplitudes. [2] [3] [4]

Quando esses diversos movimentos oscilatrios se combinam e produzem um movimento

resultante, cuja oscilao no se d de forma harmnica, tem-se o que chamado de rudo.

Assim, o rudo caracteriza-se pela existncia de muitas amplitudes e frequncias ocorrendo ao

mesmo tempo de maneira no harmnica, enquanto o som se caracteriza por poucas amplitudes e

frequncias, geralmente harmnicas. [2] [3] [4]

Se por um lado o termo som se refere a uma situao agradvel, o termo rudo refere-se a uma

situao desagradvel. [2] [3] [4]

Assim, a fronteira entre som e rudo no pode ser definida com preciso, pois, cada indivduo

apresenta uma reao diferente ao som ou ao rudo, que depende, dentre outros fatores, de seu

estado emocional e da sua personalidade. [2] [3] [4]

2.1. Caractersticas do Som

Os sons so representados graficamente por ondas peridicas, que podem ser caracterizadas por 4

parmetros: frequncia, intensidade, timbre e durao. [5] [6] [7]

So estes parmetros que fazem com que os sons no sejam todos percebidos da mesma maneira

pelo ouvido. [5] [6] [7]

2.1.1. Frequncia

A frequncia a caracterstica atravs da qual o ouvido distingue se um som agudo ou grave,

e corresponde ao nmero de ciclos que ocorrem num segundo. A unidade de medida da

frequncia no Sistema Internacional (SI) o Hertz (Hz) [5] [6] [7].

Figura 2 - Frequncias do Som [21]


7

Na figura 2 esto representados dois sons, um com uma frequncia mais baixa, ciclos mais

compridos e em menor quantidade, portanto um som grave, e um som com uma frequncia

mais alta, ciclos de menor comprimento e em maior quantidade, portanto um som mais agudo

[5] [6] [7].

Como referido, o ser humano saudvel nas suas capacidades mximas apresenta uma gama de

audio entre os 20 e os 20.000 Hz.

Contudo, o ser humano no capaz de distinguir pequenas diferenas de frequncias. A

capacidade de distino vai-se deteriorando para as altas frequncias. [5] [6] [7]

Devido imensa quantidade de frequncias, foi necessrio agrupar as frequncias em bandas

com dimenses normalizadas. Na Acstica de Edifcios so utilizadas unicamente as bandas de

1/1 oitava e de 1/3 de oitava. A largura que a banda possui a diferena entre o valor de limite

superior (f2) e o limite inferior (f1) (Figura 3) [8].

Estas frequncias limites podem ser obtidas atravs da frequncia central (f0) que toma

valores de: 16, 31, 63, 125, 250, 500, 1k, 2k, 4k, 8k e 16k Hz caso se trate da banda de 1/1

oitava ou ento atravs da banda de 1/3 oitava que toma valores de: 20, 25, 31, 40, 50, 63, 80,

100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1k, 1.250, 1.600, 2k, 2.500, 3.150, 4k, 5k,

6.300, 8k, 10k, 12.500, 16k e 20k Hz atravs das seguintes equaes: [9] [10]

Sendo:

- Frequncia central da banda (Hz);

- Frequncia inferior da banda (Hz);

- Frequncia superior da banda (Hz);

K- constante (=1 para bandas de 1/1 oitava e =1/3 para bandas de 1/3 de oitava)

Figura 3 - Largura da banda


8

Frequncia Central (Hz) Banda de 1/3 oitava Banda 1/1 oitava

20 17,8-22,4

25 22,4-28,2

31 28,2-35,5 22,4-44,7

40 35,5-44,7

50 44,7-56,2

63 56,2-70,8 44,7-89,1

80 70,8-89,1

100 89,1-112

125 112-141 89,1-178

160 141-178

200 178-224

250 224-282 178-355

315 282-355

400 355-447

500 447-562 355-708

630 562-708

800 708-891

1000 891-1120 708-1410

1205 1120-1410

1600 1410-1780

2000 1780-2240 1410-2820

2500 2240-2820

3105 2820-3550

4000 3550-4470 2820-5620

5000 4470-5620

6300 5620-7080

8000 7080-8910 5620-11200

10000 8910-11200

12500 11200-14100

16000 14100-17800 11200-22400

20000 17800-22400

Tabela 1 - Bandas de frequncia


9

Como resposta ao fato de o ouvido humano no registar com igual fidelidade as presses

sonoras para qualquer frequncia surgiram as curvas de ponderao. Isto , caso o ser humano

seja exposto a rudos com a mesma intensidade sonora apresentar maior sensibilidade para

os rudos que se situem nas frequncias prximas de 2.500 Hz e menor sensibilidade para as

muito baixas e muito altas frequncias [9] [10].

Estas curvas, as curvas isofnicas, representam a sensao auditiva provocada por um som no

ouvido humano, estabelecendo uma relao entre a frequncia e a intensidade de dois sons

sinusoidais de modo a que sejam recebidos com a mesma intensidade, isto , todos os pontos

na mesma curva isofnica tm a mesma intensidade [9] [10].

A curva inferior, a tracejado, representa o limiar da audio. Verifica-se um acentuado

encurvamento nas baixas frequncias o que significa a gradual perda de sensibilidade do

ouvido humano para essas frequncias [9] [10].

A unidade fone representa todas as sensaes auditivas iguais s provocadas por um som cuja

frequncia fixada em 1.000 Hz e cujo nvel de presso sonora varia, sendo valor do nvel de

presso sonora, em decibis, de cada som que ir definir a unidade fone, ou seja um som cujo

frequncia de 1.000 Hz e o nvel de presso sonora de 10 dB corresponde a um som de 10

fone [9] [10].

Figura 4 - Curvas Isofnicas


10

As curvas A, B e C correspondem ao inverso das curvas de 40, 70 e 100 fone, respectivamente,

ou seja corresponde aproximadamente diferena entre o valor da curva de referncia (40, 70

ou 100 fones) e o nvel de presso sonora para uma frequncia fixa. [9] [10]

Por exemplo, supondo que se tem um som com 72 dB a uma frequncia de 63 Hz: [9] [10]

Pela visualizao da figura anterior conclui-se que um som com 63 Hz para a curva A

corresponde a 60dB, para a curva B a 82dB e para a curva C a 109dB.

Para cada curva tem-se o correspondente nvel sonoro corrigido: [9] [10]

- Curva A (40 fone)

Ponderao = 40 - 60 = -20 dB

Nvel presso sonora = 72 - 20 = 52 dB(A)

- Curva B (70 fone)

Ponderao = 70 - 82 = -12 dB

Nvel presso sonora = 72 - 12 = 60 dB(B)

- Curva C (100 fone)

Ponderao = 100 - 109 = -9 dB

Nvel presso sonora = 72 - 9 = 63 dB(C)

Sabe-se que o ouvido no responde de forma linear aos estmulos sonoros, mas sim de modo

quase logartmico. [9] [10]

Figura 5 - Exemplo de Ponderao


11

De modo a traduzir esta resposta no linear do ouvido humano, foram introduzidos filtros

electrnicos nos aparelhos de captao de sons com o intuito de correlacionar os valores

medidos com a resposta do ouvido humano [9] [10].

Surgiram, assim, vrias curvas que se designam pelas letras de A a D (Figura 5)

A curva A a mais utilizada para aproximar a resposta dos ouvidos aos rudos de fraca

intensidade (inferior a 55 dB), as curvas B e C so utilizadas para rudos mais intensos (entre

55 a 85 dB e superior a 85 dB, respetivamente) e a curva D utilizada para o rudo provocado

pelos avies [9] [10].

Figura 6 - Curvas de Ponderao [21]

2.1.2. Intensidade

A intensidade a capacidade que um som tem de ser forte ou fraco.

A intensidade de uma onda sonora depende da amplitude dessa onda. Um som com uma maior

amplitude um som forte, enquanto um som com uma pequena amplitude um som fraco (ver

Figura 3). [11] [12] [13] [14]

Os sons fortes transportam uma maior quantidade de energia do que os fracos, no entanto, a

onda sonora vai perdendo intensidade no decurso da sua propagao [11] [12] [13] [14].


12

2.1.3. Timbre

O timbre a caracterstica do som pela qual se reconhece a natureza da fonte sonora e permite

distinguir sons com a mesma altura e intensidade mas produzidos por fontes sonoras

diferentes. Tomando como exemplo uma mesma nota musical tocada por um piano e por um

violino, possvel imediatamente identificar caractersticas sonoras muito distintas [11] [12]

[13] [14].

2.1.4. Durao

A durao o intervalo de tempo durante o qual o som ouvido, isto , o tempo durante o

qual o som se propaga. [11] [12] [13] [14]

Os sons podem ser curtos ou longos [11] [12] [13] [14].

2.2. Presso, Intensidade e Potncia Sonora

Como j foi referido anteriormente, a onda sonora propaga-se devido oscilao das molculas

num determinado meio elstico. Este movimento oscilatrio provoca variaes de presso nesse

meio, e devido a essas variaes de presso que o ser humano consegue ouvir. Da a importncia

de medir a variao de presso causada pela onda sonora [53].

Alm da presso sonora, existem ainda duas outras grandezas importantes para a anlise da

propagao das ondas sonoras, a intensidade sonora e a potncia sonora [53].

Entende-se por Intensidade Sonora, a quantidade mdia de energia que, numa dada direco,

atravessa, por segundo, uma rea de 1 m2. Esta grandeza exprime-se em W/m2[53].

A Potncia Sonora define-se como a energia total que num segundo atravessa uma esfera fictcia,

de raio qualquer, centrada na fonte. uma caracterstica da fonte sonora e exprime-se em W[53].

Estas trs grandezas relacionam-se entre si, como mostra a seguinte expresso: [53]

Figura 7- Intensidades do Som [22]


13

(1)

Sendo,

I Intensidade Sonora (W/m2);

W Potncia Sonora (W);

r distncia (m);

p Presso Sonora (Pa);

- Massa volmica (ar 1,2 kg/m3);

c celeridade ( 340 m/s).

Contata-se, ento, que a potncia sonora proporcional intensidade sonora e ao quadrado da

presso sonora. [53]

Estas trs grandezas so fundamentais no estudo do rudo. A potncia sonora porque classifica,

em termos quantitativos, as fontes de rudo, a intensidade sonora porque permite localizar e

qualificar as fontes de rudo e a presso sonora, o parmetro mais importante, porque avalia

situaes de incomodidade ou de risco de trauma auditivo [53].

J foi mencionado anteriormente que o ouvido humano consegue detectar sons com frequncias

compreendidas entre os 20Hz e os 20 kHz. Em termos de presso sonora, a gama audvel varia

entre 10-5 Pa, limiar da audio, at 100 Pa, limiar da dor.

No entanto, a utilizao de uma unidade linear, o Pa, conduziria a escalas muito alongadas. Alm

disso, sabe-se que o ouvido no responde de forma linear aos estmulos sonoros, mas sim de

modo quase logartmico. [53]

Assim, devido a estes dois factos, a quantificao dos parmetros sonoros exprime-se numa escala

logartmica, os nveis, que no mais do que a razo logartmica entre os valores medidos e os

valores de referncia. A unidade desta razo logartmica chama-se decibel (dB) [53].

Assim, para converter a presso sonora em nvel de presso sonora, utiliza-se a seguinte

expresso: [53]

(2)

Sendo,

Nvel de presso sonora (dB);

- Presso (Pa);

- Presso sonora de referncia, Pa.


14

Figura 8 - Nvel de Presso Sonora [23]

Em relao s duas outras grandezas, intensidade sonora e potncia sonora, tambm elas

podem ser convertidas, respectivamente, em nvel de intensidade sonora (expresso 3) e nvel

de potncia sonora (expresso 4). [53]

(3)

(4)

Sendo,

- Nvel de intensidade sonora (dB);

I Intensidade sonora (W/m2);

- Intensidade sonora de referncia, 10-12 W/m2;

Nvel de potncia sonora (dB);

W Potncia sonora (W);

- Potncia sonora de referncia, 10-12 W.


15

2.3. Propagao do Rudo

As ondas sonoras propagam-se em meio fludo, homogneo, isotrpico, no viscoso, segundo a

expresso:

(5)

Sendo,

p Presso Sonora (Pa)

c celeridade ( 340 m/s2)

A equao que permite traduzir a propagao das ondas sonoras em meio slido, a seguinte:

(6)

Sendo,

p Presso Sonora (Pa)

c celeridade ( 340 m/s2)

f Frequncia (Hz)

Contudo, existem diversos fenmenos fsicos que afectam a propagao do som. Com efeito,

quando as ondas sonoras encontram na sua trajectria um obstculo, e dependendo das

caractersticas acsticas desse obstculo, podem ocorrer fenmenos como a transmisso,

absoro, reflexo, difuso, refraco e difraco da onda. [11] [12] [13] [14].

A transmisso do som (Figura 5 (a)) ocorre quando as ondas sonoras incidem sobre uma

superfcie, constituda por determinado material e com caractersticas relativamente elsticas, e

so transmitidas de um para o outro lado da parede, continuando a sua propagao.

Figura 9- Propagao do Som (a) Transmisso, (b) absoro, (c) reflexo, (d) difuso


16

O fenmeno ocorre porque a onda sonora ao atingir a parede, faz com que ela vibre e, nestas

condies, ela actua tambm como uma fonte geradora de som, e este transmitido para o lado

oposto da parede. Este fenmeno ocorre com materiais transmissores, pouco rgidos e de baixa

densidade. A temperatura desempenha um papel importante neste processo [11] [12] [13] [14].

O fenmeno da absoro sonora (Figura 5 (b)) ocorre quando as ondas sonoras so absorvidas

pelo material que constitui a parede obstculo. Os materiais absorventes no permitirem a

reflexo nem a transmisso das ondas sonoras, pelo menos em grande extenso. A dissipao da

energia sonora depende da frequncia da onda, sendo mais elevada para altas frequncias e

bastante mais baixa para baixas frequncias. A eficincia de absoro do som aumenta com

a espessura e com a superfcie de material absorvedor [11] [12] [13] [14].

A reflexo da onda sonora (Figura 5 (c)) consiste na mudana de direco da propagao da

energia sonora, atravs do retorno da energia incidente em direco regio de onde originada,

aps entrar em contacto com uma superfcie. A este fenmeno fsico d-se o nome de eco.

O ouvido humano s distingue dois sons se estes chegarem com um intervalo de tempo de, pelo

menos, 0,1 segundos. No intervalo de tempo de 0,1 s, a distncia total que o som percorre no ar

de 34 m, se se assumir que a velocidade do Som de 340 m/s. Como as ondas sonoras efectuam

duas vezes o mesmo percurso, a distncia entre a superfcie de reflexo do som e a fonte sonora

de apenas 17 m. Ento, a distncia mnima qual a superfcie de reflexo do som se deve situar

para que ocorra eco de 17 metros. Se a distncia entre a superfcie de reflexo do som e a fonte

sonora for inferior a 17 metros, no haver eco. Por outro lado, quando se ouvem vrios ecos, isto

deve-se ao facto de se estar num local com vrios obstculos, todos a distncias superiores a 17

metros. So ecos mltiplos. Um ambiente que contenha paredes com muita reflexo sonora, ter

uma pssima inteligibilidade da linguagem [11] [12] [13] [14].

A difuso do som (Figura 5 (d)) ocorre quando as ondas sonoras, ao incidirem sobre uma parede

constituda por determinado material, de caractersticas reflectoras e com uma superfcie rugosa,

so reflectidas em vrias direces, num efeito de disperso [11] [12] [13] [14].

O fenmeno da refraco (Figura 6) ocorre quando o som passa de um meio material para outro

diferente, sendo a sua velocidade de propagao alterada. Sucede, neste caso, que a onda

sonora sofre um desvio que tanto maior quanto mais diferentes forem os meios materiais

contguos de propagao [11] [12] [13] [14].

A difraco ou disperso sonora (Figura 6) ocorre quando a onda sonora encontra um obstculo

na sua direco de propagao. A onda sonora contorna o obstculo e propaga-se para o outro

lado [11] [12] [13] [14].


17

Figura 10 - Refraco e Difraco do Som

2.4. Fontes de Rudo

2.4.1. Rudo Externo

O rudo externo todo o rudo proveniente da envolvente do edifcio.

Exemplos de rudos externos so os rudos provocados pelo trfego rodovirio, ferrovirio e

areo, industrias, mquinas e equipamentos provisrios, etc.

Neste sentido, o isolamento sonoro das paredes externas de extrema importncia pois, como

visto, muitas actividades ruidosas e potencialmente perturbadoras existem externamente

escola.

2.4.2. Rudo Interno

O rudo interno todo o rudo associado vida laboral de um edifcio, ou seja, so todos os sons

resultantes exclusivamente da actividade no espao tais como conversas, risos, televiso,

msica, etc.

Assim, a arquitectura da escola apresenta um peso fundamental, bom como o processo

construtivo das paredes, tectos e pisos.

2.4.3. Rudo de Equipamentos

O rudo de equipamentos todo o rudo proveniente de instalaes de gua e esgotos,

elevadores, aparelhos electrnicos (computadores, retroprojectores, mquinas de lavar),

sistemas AVAC, etc. [25] [26] [27]

Um dos mtodos utilizados para avaliar a incomodidade provocada pelo rudo causado por

estes grandes equipamentos do edifcio (LAr), obtido atravs da expresso: [25] [26] [27]


18

(7)

Sendo,

- Nvel de Avaliao Padronizado (dB);

- Nvel sonoro contnuo equivalente ponderado A, durante um determinado intervalo de

tempo;

K Correco devido s caractersticas tonais do rudo, K=3 dB (A)

T Tempo de reverberao do compartimento receptor (s);

- Tempo de reverberao de referencia, T0 = 0,5 s.

Este nvel de avaliao padronizado pode ser classificado de muito incomodativo a muito

pouco incomodativo de acordo com os valores do nvel sonoro e do funcionamento (contnuo

ou intermitente) dos equipamentos. [25] [26] [27]

Classificao

Valores de LAR,

funcionamento

intermitente (dB)

Valores de LAR,

funcionamento

continuo (dB)

Muito pouco

incomodativo 27 22

Pouco incomodativo ]27;30] ]22;25]

Incomodativo ]30;35] ]25;30]

Muito incomodativo >35 >30

Tabela 2- Classificao dos valores de LAR

A incomodidade provocada pelo rudo de equipamentos mecnicos pode tambm ser avaliada

atravs das designadas curvas de incomodidade, que avaliam os diferentes nveis de presso

sonora conforme a intensidade da fonte sonora. [25] [26] [27]

As principais curvas de incomodidade so as curvas NC (noise criteria), NR (noise rating) e RC

(room criteria). [25] [26] [27]

As curvas NC, Noise Criteria, (Figura 7) foram propostas por Leo Beranek em 1957 e foram

desenvolvidas com base em questionrios efectuados a pessoas que trabalhavam em locais

com equipamentos de ar condicionado. [25] [26] [27]

Estas curvas definem os nveis de presso sonora em funo da gama de frequncias que se

estende dos 63Hz aos 8 kHz. Este critrio recorre ao mtodo tangencial, atravs do qual

possvel identificar uma curva NC que corresponde curva a cujas bandas mximas do

espectro de rudo mais se aproximam, sem a ultrapassar. Para se obter o valor de NC de um


19

determinado local, marcado sobre estas curvas o espectro de um rudo medido nesse local.

[25] [26] [27]

Aps a marcao verifica-se qual o ponto em que o menor valor da curva NC no excedido por

nenhum valor do nvel de presso sonora do rudo medido. Isto , a primeira curva NC que

excede todos os valores do rudo medido corresponde classificao NC desse espao.

Os valores limite mximos recomendados para as curvas Noise Criteria em funo de alguns

tipos de compartimentos so os apresentados na Tabela 2. [25] [26] [27]

Tipos de espao NC

Salas de concerto, pera 20-25

Salas de aula, salas de teatro, igrejas 25-30

Cinemas 30-35

Enfermarias, salas de cirurgia, habitaes 25-35

Bibliotecas, tribunais 30-35

Restaurantes, bares, cafs 35-45

Recintos desportivos, piscinas 35-50

Tabela 3 - Valores recomendados para as curvas NC para diferentes tipos de espaos

Figura 11 - Curvas NC (Noise Criterion) [24]


20

As curvas NR, Noise Rating, foram desenvolvidas em 1962 por Kosten e Van Os que

estabeleceram um conjunto de curvas muito similar s curvas NC. [25] [26] [27]

Os valores critrio das curvas NR so definidos em funo da utilizao dos espaos ocupados e

podem considerar-se equivalentes aos valores NC. A diferena est na gama de frequncias,

que abrange desde os 32 Hz aos 8 kHz. O modo de clculo utilizado semelhante ao das curvas

NC, com recurso ao mtodo da tangente, isto , a curva escolhida a menor curva que no

excedida por nenhum nvel de presso sonora nas bandas de 1/1 oitava. [25] [26] [27]

Os valores limite mximos recomendados para as curvas Noise Rating em funo de alguns


Tipos de espao NR

Salas de concerto, teatros 20-25

Estdios de televiso, grandes salas de conferncias 20-30

Cinemas, hospitais, salas de aula, pequenas salas de

conferncias 25-35

Escritrios, bibliotecas, tribunais 30-40

Restaurantes, bares, cafs 35-45

Ginsios 40-50

Oficinas, centros de reparao automvel 50-55 Tabela 4 - Valores recomendados para curvas NR para diferentes tipos de espao

Figura 12 - Curvas NR (Noise Rating) [26]


21

As curvas RC, Room Criteria, desenvolvidas em 1981 por Warren Blazier, avaliam o impacto do

rudo causado pelos equipamentos de aquecimento, ventilao e ar condicionado (AVAC).

Os valores limite mximos recomendados para as curvas Room Criteria em funo de alguns


Tipo de espao RC

Quartos privativos 25-30

Salas de cirurgia 25-30

Corredores 30-35

Enfermarias 30-35

Laboratrios 35-40

Salas de aula 25-30

Bibliotecas 35-40

Tabela 5 - Valores recomendados para curvas RC para diferentes tipos de espaos

Figura 13 - Curvas RC (Room Criteria)


22

3. Acstica de Edifcios

A Acstica de Edifcios o ramo da acstica que se dedica ao conforto acstico dos edifcios. O

conforto acstico pode ser atingido por dois caminhos distintos: por correco acstica ou por

isolamento sonoro [53] [54] [55] [56] [57].

Quando se pretende corrigir um compartimento para que o som seja perceptvel em todo o

compartimento sem qualquer distoro, est-se a falar de correco acstica. Por outro lado,

quando se pretende tratar um compartimento para a transmisso de sons para locais contguos e

vice-versa, est-se a falar de isolamento sonoro. O isolamento sonoro indispensvel para que os

rudos provenientes do exterior e de outros locais do edifcio no causem incmodo. O edifcio

deve estar isolado acusticamente do exterior pois o nvel sonoro exterior pode tomar valores

muito elevados, tal como acontece na proximidade de aeroportos ou vias de comunicao rpidas,

ou valores baixos tal como acontece em zonas rurais [53] [54] [55] [56] [57].

O primeiro passo para obter um maior isolamento sonoro est em planificar devidamente os

espaos. [53] [54] [55] [56] [57]

Numa primeira fase a escolha da localizao dos espaos ruidosos, garante a proteco de espaos

mais sensveis ao rudo. Caso tal no seja possvel, ter que se recorrer unicamente ao isolamento

sonoro [53] [54] [55] [56] [57].

A tabela 5 apresenta os valores para o isolamento sonoro e seus resultados subjectivos. No caso

das escolas, um isolamento sonoro Bom, entre os 46 e os 50 dB, o correcto para que a

inteligibilidade da palavra no esteja comprometida. [53] [54] [55] [56] [57]

Isolamento

Sonoro

(dB)

Condies de Audibilidade Concluso


23

O isolamento sonoro encontra-se dividido em duas partes: rudos areos e rudos de percusso.

Isto deve-se ao facto de ser muito importante identificar e separar as duas formas de transmisso

de som. [53] [54] [55] [56] [57]

A forma de transmisso do rudo outro conceito importante, transmisso essa que pode ser por

via directa e/ou por via marginal. [53] [54] [55] [56] [57]

Neste contexto tambm fundamental definir dois conceitos: zonas sensveis e zonas mistas.

Segundo o Regulamento Geral do Rudo, zona sensvel a rea definida em plano municipal de

ordenamento do territrio como vocacionada para uso habitacional, ou para escolas, hospitais ou

similares, ou espaos de lazer, existentes ou previstos, podendo conter pequenas unidades de

comrcio e de servios destinadas a servir a populao local, tais como cafs e outros

estabelecimentos de restaurao, papelarias e outros estabelecimentos de comrcio tradicional,

sem funcionamento no perodo nocturno; e zona mista a rea definida em plano municipal de

ordenamento do territrio, cuja ocupao seja afecta a outros usos, existentes ou previstos, para

alm dos referidos na definio de zona sensvel. [53] [54] [55] [56] [57]

3.1. Sons Areos

Sons areos so sons

conforto acústico em salas de aula climatizadas · conforto acústico em salas de aula...

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