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Avaliação de incomodidade provocada por ruído e vibração
de baixa frequência em edifícios de habitação
Bernardo Fino de Matos Martins
Dissertação para obtenção do grau de mestre em
Engenharia Civil
Júri
Presidente: Prof. Doutor Augusto Martins Gomes
Orientador: Prof. Doutor Albano Luís Rebelo da Silva das Neves e Sousa
Vogais: Profª. Doutora Maria Cristina de Oliveira Matos Silva
Março 2009
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Agradecimentos
Em primeiro lugar gostaria de agradecer ao Professor Albano Neves e Sousa por toda a sua
disponibilidade para orientar este trabalho, nomeadamente na fase de medições. Por toda a sua a sua
atenção em termos de assistência nos problemas verificados nos locais de medição, passando pela
criação de boas condições de trabalho até ao auxilio para encontrar locais de medição apropriados.
Gostaria também de agradecer toda a sua preocupação no esclarecimento de dúvidas sobre
conceitos teóricos mais complexos e todo o seu trabalho de revisão da tese.
Gostaria ainda de agradecer ao Professor Ondrej Jiricek, professor da cadeira de Acústica na Czech
Technical University e presidente da Sociedade de Acústica da Rep. Checa, por me ter ensinado as
bases de acústica que eu espero ter conseguido apreender.
À empresa Brüel e Kjær, nomeadamente ao Eng.º Luís Soares e ao Eng.º José Gonçalves, por ter
emprestado algum equipamento necessário às medições.
Acredito ser ainda importante agradecer ao Eng.º Hugo Chaves e à Eng.ª Teresa Jorge, minhas
chefias na EDP Valor, por toda a compreensão e tempo disponibilizado para que pudesse terminar a
dissertação no decorrer do estágio.
Agradeço ainda ao Sr. Martinho Alves, que foi extremamente prestável durante toda a campanha de
medições. À Sr.ª D.ª Alexandra Baixo por toda a sua ajuda administrativa, nomeadamente na criação
de boas condições de trabalho e acesso ao local de trabalho no IST.
À minha família por toda a motivação. Aos meus irmãos Guilherme e Margarida pela sua paciência. À
minha mãe, um especial obrigado por todas as ajudas nomeadamente na realização da campanha de
medições e tratamento gráfico. Gostaria de agradecer especialmente à Cristina por todo o apoio
moral, paciência e motivação que foi muito importante, sem os quais dificilmente teria acabado a
dissertação num tão curto espaço de tempo.
Ainda ao meu tio, Paulo Martins, por toda a sua ajuda que foi muito importante. Esta ajuda não se
manifestou apenas na disponibilidade para efectuar medições em sua casa ou no empréstimo de
licenças de software, mas também na prontidão que sempre demonstrou para me auxiliar a resolver
problemas como algumas avarias de equipamentos. Ao meu tio, Ângelo Sarmento, por me ter tirado
algumas dúvidas sobre o ruído da rede eléctrica e por me ter fornecido documentação sobre acústica
de edifícios. À memória do meu Pai.
Finalmente gostaria de dedicar esta tese aos meus avós. A minha avó pela constante preocupação,
que todos os dias me foi perguntando se a tese já estaria pronta e ainda ao meu avô pelas ajudas
dadas em todos os campos, desde a construção de “geringonças” para suporte dos equipamentos de
medição, ao empréstimo de livros técnicos e ainda na correcção ortográfica e sugestões literárias
antes da revisão final.
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Resumo
A existência de novos serviços e mecanismos nos edifícios recentes, ainda que acarretando melhorias
gerais de qualidade de vida, pode induzir outros problemas, tais como o aparecimento de ruídos
indesejados.
No caso dos equipamentos mecânicos, surgem com frequência vibrações e ruídos de baixa
frequência. Os regulamentos e normas existentes, nomeadamente a norma europeia EN ISO 140,
prevêem já algumas recomendações relativamente à análise de casos associados a ruído de baixa
frequência. No entanto, uma vez que estas recomendações se destinam primordialmente a aplicações
em laboratório, a análise in situ da incomodidade por ruído de baixa frequência continua a carecer de
normalização.
Na presente dissertação foram analisados três casos reais de incomodidade por vibração e ruído de
baixa frequência. A análise consistiu, numa primeira fase, na verificação experimental das
características de comportamento acústico dos locais e sua envolvente, e, numa segunda fase, na
caracterização, também experimental, da incomodidade com base na regulamentação vigente e em
parâmetros de avaliação não normalizados.
No primeiro caso de estudo, a incomodidade era sentida num fogo do último piso de um edifício
multifamiliar e decorria do ruído associado ao funcionamento dos ventiladores de instalações
sanitárias e cozinhas instalados na cobertura. No segundo caso, o qual ocorria no mesmo edifício, a
incomodidade era sentida na sala do fogo adjacente ao portão automático da garagem colectiva. No
terceiro caso de estudo foi analisada a incomodidade causada, num outro edifício multifamiliar, pelo
funcionamento de uma máquina de secar roupa existente numa cozinha adjacente a um quarto.
As análises efectuadas tinham como objectivo fundamental a verificação da adequabilidade ao ruído
de baixa frequência dos critérios regulamentares para a caracterização da incomodidade.
Palavras Chave: Incomodidade; Ruído de baixa frequência; Vibração; Equipamentos mecânicos;
Edifícios.
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Abstract
Although the evolution of modern building services has brought improvements to our daily life, these
improvements may also induce other problems, such as the appearance of unpleasant noise.
Mechanical devices are often related with problems such as building vibration or low frequency noise.
The existing regulations and standards, namely the European standard EN ISO 140, include some
recommendations while analyzing situations related with low frequency noise. Nevertheless and
because these recommendations are mainly focused on laboratory measurements, the field analysis of
annoyance caused by low frequency noise is still in need of more standardization.
In the present thesis, three real cases of annoyance by vibration and low frequency noise where
analyzed. In the first phase the analysis consisted on experimental measurements to check the
acoustical behavior of building elements and surroundings. In the second phase an experimental
characterization was carried out to describe the annoyance situation. This characterization was made
based on existing regulations and non-normalized parameters.
The first case which was studied was related with the propagation of noise, to a dwelling in the last
floor, originated by the mechanical ventilation on the rooftop. In the second case, which occurred in the
same building, the annoyance source was an automatic garage door, located in the ground floor next
to a living room. In the other flat the annoyance was caused by the normal functioning of a drying
machine, which was located in a kitchen next to a sleeping room.
The measurements and analysis carried out had the purpose to understand if existing regulations are
effective in describing annoyance situations caused by low frequency noise.
Keywords: Annoyance; Low frequency noise; Vibration; Mechanical devices
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Lista de símbolos
A0 - Área de absorção sonora de referência (10m2)
A2 - Área de absorção sonora do local receptor (m2);
Aenv - Área de envidraçado (m2);
Atot - Área total de uma fachada (m2);
c0 - Velocidade do som no ar (ms-1)
D2m,nT,w - Índice de isolamento sonoro padronizado fachadas com correcção de tempo de
reverberação (dB);
Dn,w - Índice de isolamento sonoro padronizado (dB) de paredes interiores
DnT,w - Índice de isolamento sonoro padronizado (dB) com correcção de tempo de reverberação
(dB)
f – Frequência Herteziana (Hz)
T0 - Tempo de reverberação de referência (0,5 s)
T2 – Tempo de reverberação no local receptor
Ia – Nível de Isolamento sonoro (dB), parâmetro utilizado na versão do RGR (dB)
correspondente ao DL
K – Correcção de LA,eq para contabilização das características tonais do ruído
LA,eq – Nível sonoro contínuo equivalente ponderado [A (dB)]
Leq – Nível sonoro contínuo equivalente linear (dB)
LAr,nT – Nível sonoro contínuo equivalente ponderado A padronizado do ruído particular.
Lp – Nível de pressão sonora (dB)
L1 - Nível de pressão sonora na sala emissora (dB)
L2 - Nível de pressão sonora na sala receptora (dB)
L1,s- Nível de pressão sonora na superfície exterior da parede de fachada analisada (dB)
L1,2m- Nível de pressão sonora a 2 metros da parede de fachada analisada (dB)
R’45º,w - Índice de redução sonora medido a 45º graus (dB)
viii
R’w – Índice de redução sonora aparente (dB)
S - Superfície do elemento separativo (m2)
ω – Frequência angular (rad/s)
ω (l,m,n)- Frequências características dos modos acústicos das salas em análise (rad/s)
ix
Índice
1. Introdução ....................................................................................................................................... 1
1.1 Motivação .................................................................................................................................. 1
1.2 Objectivos .................................................................................................................................. 1
1.3 Estrutura da dissertação ............................................................................................................ 2
2. Caracterização do ruído de baixa frequência ................................................................................... 3
2.1 Introdução .................................................................................................................................. 3
2.2 Características gerais do ruído de baixa frequência.................................................................... 3
2.3 Um caso de ocorrência de ruído de baixa frequência ................................................................. 5
2.4 Fontes de ruído de baixa frequência .......................................................................................... 6
2.5 Efeitos do ruído de baixa frequência no ser humano .................................................................. 7
2.6 Conclusão ................................................................................................................................ 11
3. Caracterização dos casos de estudo ............................................................................................. 13
3.1 Introdução ................................................................................................................................ 13
3.2 Procedimentos gerais adoptados nos ensaios .......................................................................... 14
3.2.1 Procedimento geral para medição de isolamento a ruído aéreo ......................................... 15
3.2.2 Procedimento geral e normas para medição de tempo de reverberação ............................ 19
3.2.3 Identificação dos modos acústicos dos compartimentos ..................................................... 20
3.3. Exigências do Regulamento dos Requisitos Acústicos dos Edifícios ........................................ 21
3.4 Edifício Santos Dumont ............................................................................................................ 21
3.4.1 Descrição geral .................................................................................................................. 21
3.4.2 Edifício Santos Dumont – 8º B ........................................................................................... 22
3.4.3 Edifício Santos Dumont – rés-do-chão D............................................................................ 44
3.5 Parque das Nações – 8º B ....................................................................................................... 49
3.5.1 Introdução ......................................................................................................................... 49
3.5.2 Caracterização da parede de separação entre a cozinha e o quarto .................................. 49
3.6 Conclusões .............................................................................................................................. 53
x
4. Análise de incomodidade ............................................................................................................... 55
4.1 Introdução ................................................................................................................................ 55
4.2 Edifício Santos Dumont – 8º B ................................................................................................. 56
4.2.1 Introdução ......................................................................................................................... 56
4.2.2 Espectros de níveis sonoros em banda estreita ................................................................. 58
4.2.3 Avaliação dos níveis de LA,eq e tonalidade .......................................................................... 68
4.2.4 Níveis de vibração nos ventiladores ................................................................................... 74
4.3 Edifício Santos Dumont – R/C - D ............................................................................................ 77
4.3.1 Introdução ......................................................................................................................... 77
4.3.2 Espectros de R.B.F em banda estreita ............................................................................... 77
4.3.2 Tonalidade do ruído e classificação da sala ....................................................................... 78
4.3.3 Níveis de vibração na parede de separação entre a sala e a garagem ............................... 79
4.4 Parque das Nações – 8ºB ........................................................................................................ 79
4.4.1 Introdução ......................................................................................................................... 79
4.4.2 Níveis LA,eq ........................................................................................................................ 80
4.4.2 Níveis LAr,nT ........................................................................................................................ 80
4.5 Conclusões .............................................................................................................................. 82
5. Conclusões ................................................................................................................................... 85
5.1 Síntese dos trabalhos realizados e suas conclusões ................................................................ 85
5.2 Trabalhos futuros ..................................................................................................................... 87
6. Referências ................................................................................................................................... 89
6.1 Livros, artigos e comunicações ................................................................................................ 89
6.2 Normas e Regulamentos .......................................................................................................... 90
6.3 Projectos.................................................................................................................................. 91
ANEXO 1 ............................................................................................................................................. I
Espectros de níveis sonoros medidos na cozinha ............................................................................ II
Espectros de níveis sonoro medidos no escritório ........................................................................... VI
Espectros de níveis sonoro medidos na suite .................................................................................. IX
xi
1
1. Introdução
1.1 Motivação
As novas exigências ao nível da disponibilidade de serviços existentes nos edifícios modernos levam
a que, cada vez mais, estes se tornem máquinas complexas destinadas ao conforto humano. Além da
busca primitiva de protecção, o ser humano de hoje em dia procura, com a tecnologia que tem ao seu
dispor, tornar o meio que o rodeia o mais agradável e confortável possível. No entanto, algumas
destas tecnologias podem, por vezes, conduzir a situações inesperadas de desconforto,
nomeadamente ao nível do ruído produzido. É o caso do ruído gerado por equipamentos dos edifícios
associados a serviços de elevação mecânica, distribuição de águas, climatização ou ventilação. A
incomodidade gerada por este tipo de equipamentos surge, por vezes, associada a problemas de
vibração, sendo, portanto, provável a ocorrência de ruídos com conteúdos importantes nas baixas
frequências. Neste trabalho pretendeu-se analisar alguns casos reais de ruído e vibração gerados por
equipamentos dos edifícios. Este tipo de análise adquire particular importância numa altura em que se
concentram esforços, a nível europeu, na construção de normas para quantificação da potência
sonora injectada pelos equipamentos nas estruturas de suporte e, consequentemente, nos edifícios. É
também relevante a análise de incomodidade causada por este tipo de equipamentos num intervalo
alargado de frequências abrangendo as baixas frequências, as quais são tradicionalmente
menosprezadas pela normalização e regulamentação vigente.
1.2 Objectivos
A presente dissertação tem como objectivo principal a completa caracterização de situações de
desconforto devido a vibração e ruído causados por equipamentos colectivos ou particulares dos
edifícios. Para tal, foram seleccionados, após inquérito, três casos de estudo, correspondentes à
incomodidade gerada por:
1- Ventilação de cobertura sobre fogo do último piso de um edifício de habitação;
2- Portão de garagem adjacente a fogo de piso térreo de um edifício de habitação;
3- Secador de roupa em quarto adjacente à cozinha onde o mesmo está instalado.
Em todos os casos a incomodidade foi descrita com base nas normas e regulamentos em vigor
[N.1 a N.8] e também com base na sensibilidade humana ao ruído e vibração de baixa frequência, a
qual é descrita em bibliografia especializada [1].
Com os dados recolhidos pretendeu-se verificar a adequabilidade dos métodos normativos e
2
regulamentares à caracterização da incomodidade gerada por equipamentos mecânicos com elevado
conteúdo energético na gama das baixas frequências.
As análises efectuadas foram totalmente experimentais, estando, por esse motivo, sujeitas às
vicissitudes deste tipo de trabalhos nomeadamente às dificuldades associadas à relação sinal-ruído.
1.3 Estrutura da dissertação
Apesar de a presente dissertação ter sido desenvolvida no âmbito de um Mestrado em Engenharia
Civil, o tema de estudo insere-se totalmente na área de acústica de edifícios. Assim, assume-se que o
leitor conhece os termos teóricos e técnicos associados ao tema, não sendo por isso apresentadas
definições no corpo da tese. Optou-se, ao invés, pela inclusão de referências bibliográficas onde
essas definições podem ser consultadas.
Uma vez que a dissertação foca o tema da incomodidade, é efectuada, no segundo capítulo, uma
introdução ao tema da propagação sonora em baixas frequências, com referências aos efeitos do
ruído de baixa frequência no ser humano. Abordam-se ainda as normas e regulamentos utilizados e
os métodos definidos para a caracterização da incomodidade.
No terceiro capítulo são descritos os casos de estudo e os ensaios necessários à sua caracterização
Com o objectivo de perceber correctamente a origem dos problemas, foram efectuados, em todos os
casos de estudo, ensaios de isolamento sonoro para caracterização da envolvente dos locais
receptores. Foram ainda realizados ensaios para a caracterização qualidade acústica dos locais
receptores.
No quarto capítulo são descritos os ensaios de incomodidade por vibração e ruído realizados em cada
caso de estudo e são analisados os resultados obtidos.
No quinto capítulo apresentam-se as conclusões relativas do estudo e ainda possíveis soluções ou
caminhos de investigação a seguir numa fase posterior.
3
2. Caracterização do ruído de baixa frequência
2.1 Introdução
Neste capítulo descreve-se a génese dos problemas associados a ruídos de baixa frequência. Para
tal, é inicialmente apresentada uma definição do Ruído de Baixa Frequência (RBF), seguida de uma
análise dos efeitos que este tipo de ruído pode ter sobre as pessoas.
2.2 Características gerais do ruído de baixa
frequência
O RBF começou a ser estudado nos anos 60 [2]. Foi nessa época que surgiram as primeiras
publicações sobre este tema. Os problemas relacionados com este tipo de ruído começaram a
assumir um papel mais relevante com a proliferação das fontes de RBF e com a introdução na
construção corrente de elementos construtivos leves, tais como tectos falsos, soalhos flutuantes ou
paredes interiores de gesso cartonado (tabique). Mathys [3] afirma que, quando em ressonância,
estes elementos construtivos podem apresentar uma significativa amplificação da vibração estrutural.
O RBF, o qual se caracteriza por ser muito invasivo, é geralmente acompanhado por vibração.
Segundo Neves e Sousa [2], os principais problemas relacionados com a propagação deste tipo de
ruído decorrem:
• da baixa resistência oferecida pelas construções actuais à sua passagem;
• da sua capacidade para “mascarar” frequências mais altas, não sendo “mascarado” [1] por
estas;
• da sua capacidade para induzir vibrações nas estruturas e no corpo humano.
Como se ilustra na Figura 2.1, pode-se considerar ruído de baixa frequência aquele em que o
espectro sonoro tem predominância nas frequências entre 20 e 200 Hz. Para pessoas jovens e
saudáveis, as frequências audíveis encontram-se entre os 20 e os 20 000 Hz [4]. Acima dos
20 000 Hz situam-se os chamados ultra-sons, enquanto na gama entre os 2 e os 20 Hz se encontram
os chamados infra-sons. Estes limites não podem ser considerados absolutos. De facto, os infra-sons
são perceptíveis para alguns indivíduos quando em intensidades elevadas. O limiar de audibilidade de
RBF e infra-sons é fornecido por Berglund [4] com base numa recolha de estudos de diversos autores
(Figura 2.2). À primeira vista parece difícil que o ser humano seja capaz de detectar o RBF. Berglund
4
refere uma explicação de Von Gierke e Nixon [4] para este fenómeno, segundo a qual, a audição se
fará por detecção de distorções harmónicas em bandas de frequências mais elevadas causadas por
não linearidades da condução sonora no ouvido médio e interno.
Figura 2.1 - Diferentes tipos de som consoante a frequência.
Figura 2.2 - Compilação da variação dos limites de audição humana [4].
Frequência (Hz)
Ruído audível
Ultra - Sons Ruído de Baixa
Frequência
Infra-Sons (com
ressonância corporal)
Infra-Sons
20
f (Hz)
dB
40
60
80
100
120
1 10 100 1000
1 10 20 200 20.000
5
Estudos laboratoriais realizados por Person e Rylander [5] indicam que ruídos com conteúdos
energéticos importantes nas frequências entre 30 e 40 Hz são, em geral, os mais perturbadores para
o ser humano. Esta perturbação aumenta quando o nível de ruído oscila. Mathys [3] confirma que o
desconforto é induzido pela intensidade do ruído e também pela sua oscilação ao longo do tempo.
Muitas destas situações de desconforto têm lugar durante a noite devido à redução do nível do ruído
de fundo [4]. Alguns casos de incomodidade por ruído de baixa frequência foram relatados por
Asselineu [6] e Broner [7], sendo um destes casos reproduzido na secção seguinte.
2.3 Um caso de ocorrência de ruído de baixa
frequência
Broner N. [7] relata a incomodidade de uma ocupante de um apartamento que afirmava não conseguir
dormir à noite devido a um ruído de baixa frequência, provavelmente originado por uma unidade de
aquecimento central do edifício. Porém, o cônjuge da ocupante (que possuía uma audição normal)
não apresentava qualquer tipo de queixa. Após a realização de medições no local, verificou-se que o
valor global do nível de pressão sonora no quarto era de 63 dB, ao que correspondiam apenas
32 dB(A), valor este que se situava dentro dos limites regulamentares. Ao efectuar uma análise mais
cuidadosa do espectro verificou-se que o ruído possuía uma forte componente próximo dos 50 Hz
(Figura 2.3).
Figura 2.3 - Gráfico com a situação relatada por Broner [7].
Este exemplo simples demonstra que a utilização da ponderação A [1], tal como previsto na
regulamentação, é desadequada na medição de baixas frequências, correndo-se o risco de
subvalorizar o problema. Uma outra questão levantada nestes casos de incomodidade por ruído de
baixa frequência é o método de medição previsto nas normas [N.1], o qual considera médias espaciais
dos níveis sonoros. Este método justifica-se quando o campo sonoro instalado é aproximadamente
6
difuso. Infelizmente, nas baixas frequências, o campo sonoro instalado nos compartimentos correntes
de habitação tem características francamente modais, daí decorrendo uma significativa variação
espacial dos níveis sonoros [2]. Por exemplo, junto às paredes, onde é mais provável localizarem-se
as cabeceiras das camas dos quartos, o nível sonoro de baixa frequência é mais elevado. [3]. Sendo
assim, os valores globais medidos nos compartimentos, seguindo as exigências dos regulamentos,
não conduzem a uma avaliação real do problema associado às baixas frequências.
Convém notar que o número de queixas relativas a incomodidade por ruído de baixa frequência, como
referido anteriormente, tem vindo a aumentar. Este aspecto é preocupante e justifica a intensificação
dos estudos sobre o tema. De acordo com um estudo efectuado pela Agência de Protecção Ambiental
dos Estados Unidos da América, o qual é citado por Person e Rylander [5], foi desenvolvida uma
formulação matemática para o problema do ruído de tráfego aéreo, que indica que se 5 % da
população se queixa é porque, de facto, cerca de 30 % está realmente muito incomodada. Este valor
varia ainda de país para país, sendo muito influenciado pela cultura, tal como referido por Sato [8].
Neste estudo, a população alemã é identificada como a mais activa nas medidas adoptadas contra as
fontes de incomodidade, sendo o povo japonês o mais passivo. Concluindo, o simples facto de
existirem queixas relativas a ruído não permite perceber correctamente a dimensão do problema mas
apenas tomar consciência da sua existência.
2.4 Fontes de ruído de baixa frequência
As fontes de ruído de baixa frequência existentes podem ser classificadas dentro de dois grandes
grupos: artificiais ou naturais. Uma vez que a incomodidade está intrinsecamente relacionada com a
atitude perante a fonte de ruído [4], o ruído de origem natural, como o produzido pelos relâmpagos ou
as ondas marítimas não é tão susceptível de gerar incomodidade como o ruído produzido por fontes
artificiais. Dentro das fontes artificiais pode ainda adoptar-se a classificação seguida por Neves e
Sousa [2], que considera três tipos de fontes sonoras: fontes sonoras exteriores (tráfego aéreo,
rodoviário ou ferroviário), equipamentos mecânicos colectivos em edifícios e equipamentos
domésticos.
Sendo o objectivo deste trabalho a avaliação do ruído proveniente de dispositivos mecânicos
colectivos ou domésticos, listam-se apenas as fontes sonoras deste tipo: bombas, compressores,
caldeiras, equipamentos de ventilação mecânica, unidades de ar condicionado, frigoríficos, circulação
de águas, circulação de veículos em parques de estacionamento residenciais, elevadores,
mecanismos de portões de garagem e portas da rua, máquinas de lavar ou secar roupa.
De acordo com Yamada et al. [9], o RBF pode ser produzido de forma directa ou indirecta. Num caso,
o ruído é gerado directamente pela fonte sonora. No outro o ruído é proveniente das vibrações
introduzidas nos elementos construtivos pelos equipamentos.
7
2.5 Efeitos do ruído de baixa frequência no ser
humano
O ruído, em geral, tem uma conotação negativa. A reacção ao ruído varia de acordo com inúmeros
factores, internos ou externos ao sujeito, tais como: estado de espírito do receptor, actividade que o
receptor está a desenvolver no momento, o tipo de som e a fonte de ruído. Grimwood [10] apresenta
dois bons exemplos de diferentes reacções a sons idênticos. Num dos exemplos é referido que uma
sinfonia de Beethoven pode ser muito agradável, mas quando se tenta dormir, se o volume de
reprodução for exagerado torna-se incómodo. O segundo exemplo é o do ruído de uma mota em
circulação o qual é certamente agradável ou indiferente para o seu condutor, mas desagradável para
os transeuntes.
No decorrer do dia-a-dia o ruído pode ter inúmeras formas de influência sobre o ser humano. A
Figura 2.4 caracteriza, de uma forma simples mas eficaz, a reacção de um indivíduo a uma fonte
sonora perturbadora. Grimwood [10] defende que um isolamento sonoro deficiente pode levar à
alteração dos hábitos sociais. Isto acontece devido à óbvia falta de privacidade decorrente desta
situação.
O ruído de baixa frequência manifesta as características acima enunciadas e ainda outras, as quais se
descrevem em seguida. De acordo com Berglund [4] e Broner [7], podem existir efeitos do RBF sobre
o corpo humano tais como: dor auditiva, falta de equilíbrio, danos permanentes, efeitos sobre o
sistema respiratório ou endócrino [11]. No entanto, estes efeitos só assumem relevância para
intensidades muito elevadas, o que não se verifica nas situações correntes. Berglund [4] sugere que
podem ainda ocorrer efeitos sobre o sistema cardiovascular, tais como aumento da pressão arterial
em pessoas expostas durante longos períodos de tempo a RBF. Outro efeito possível é a alteração
temporária ou permanente da acuidade auditiva. A qual pode servir como aviso prévio à ocorrência de
danos permanentes em caso de exposição continuada.
Como consequência do incómodo provocado pelo RBF, pode ainda observar-se redução da
produtividade, ocorrência de distúrbios do sono ou até mesmo de depressão [4]. Estes efeitos, que se
relacionam entre si, estão ainda em investigação.
8
Figura 2.4 - Reacção tipo ao ruído imagem adaptada de [10].
Para frequências muito baixas o limiar de incomodidade situa-se ligeiramente acima do limiar de
audição [7]. À medida que a frequência diminui, é necessário um menor aumento de nível sonoro para
causar o mesmo nível de incomodidade (Figura 2.5). Nas baixas frequências, a ideia de que
intensidade e incomodidade são conceitos equivalentes deixa de ser verdadeira [2].
Uma vez que a utilização de ponderações sobre o espectro sonoro, tais como a escala dB (A),
escondem o conteúdo em frequência, foram introduzidas curvas de classificação do ruído em
compartimentos. Estas curvas de classificação permitem analisar e classificar o ruído consoante os
espectros sonoros registados. Na Europa as curvas de classificação mais utilizadas são as curvas NR
(Noise Rating) [12].
Esta classificação é dada pela curva mais alta que é intersectada pelo espectro sonoro registado em
bandas de 1/3 de oitava. A classificação adoptada corresponde à seguinte escala
NR = 25 a 30 Compartimento muito silencioso;
NR = 40 Compartimento silencioso
NR = 50 Compartimento moderadamente ruidoso;
NR = 60 Compartimento ruidoso;
NR = 70 Compartimento muito ruidoso.
9
Figura 2.5 - Relação entre o nível de pressão sonora e o grau de incomodidade para cinco bandas de frequências [13].
O valor de NR é comparável com o nível de ruído obtido com a ponderação A, através da seguinte
regra aproximada: dB(A) = NR + 5 dB.
Nos Estados Unidos da América são utilizadas as curvas NC (Noise Criteria), introduzidas por
Beranek em 1957 [12]. Posteriormente e após uma série de melhorias nas curvas NC, foram
introduzidas em 1994, por Broner [14], as curvas RSQ (Room Sound Quality), que são apresentadas
na Figura 2.6 sob a designação de LFRC (Low Frequency Room Classification).
A classificação da incomodidade pode ainda ser efectuada comparando os espectros sonoros
registados com o limiar de incomodidade por RBF proposto por Inukai [15] (Figura 2.7). Este limiar
está próximo da isofónica normalizada dos 30 fones [1]. Conforme ilustrado na Figura 2.6 e Figura 2.7,
o limiar de audibilidade para as frequências mais baixas é bastante próximo do limite de
incomodidade, o que leva alguns autores a considerar, de forma conservadora, qualquer ruído de
baixa frequência, desde que audível, como incómodo.
O RBF surge normalmente associado a vibração estrutural. A este respeito, refere-se, a título de
curiosidade, que estudos conduzidos por Yamada et al.[9] indicam que o RBF pode ser sentido sob a
forma de vibração por pessoas surdas (Figura 2.8).
0
20
40
60
80
100
120
20 40 60 77 80 83 93 97 100 103 110 117 120 125
1000
31,5
16
8
4
Lp (dB)
f (Hz)
Hz
Hz
Hz
Hz
Hz
10
.
Figura 2.6 - Curvas de classificação RSQ (LFRC) [14].
Figura 2.7 - Critérios para avaliação de incomodidade.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250
Lp (dB)
f (Hz)
limiar de
audição30 fones
LFRC-20
LFRC-25
LFRC-30
LFRC-35
LFRC-40
LFRC-45
LFRC-50
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250
Lp (dB)
f (Hz)
limiar de
audição
30 fones
LFRC-20
LFRC-35
LFRC-50
Inukai
[15]
11
Figura 2.8 - Limiar de sensação do RBF por pessoas surdas [9].
Ainda de acordo com Yamada et al.[16], o limiar de percepção de vibração pelo corpo humano
decresce na presença de ruído.
2.6 Conclusão
Muito embora as situações de incomodidade originadas por ruídos de baixa frequência não constituam
um problema que afecte a generalidade das populações, pode-se afirmar que, quando ocorre um
problema deste tipo, as suas consequências para as pessoas afectadas são, em geral, graves e
difíceis de medir ou atenuar. Desta forma, é importante aprofundar o estudo nesta área,
nomeadamente na caracterização do ruído produzido por alguns equipamentos mecânicos de
utilização corrente em edifícios, como é o caso, por exemplo, dos mecanismos de portões de
garagem. Pode referir-se que não foi encontrada qualquer referência sobre o assunto na pesquisa
bibliográfica efectuada no âmbito desta dissertação. Nos capítulos seguintes é efectuada uma
tentativa de caracterização da incomodidade gerada por alguns equipamentos nomeadamente um
mecanismo de portão de garagem, ventiladores de cobertura e uma máquina de secar roupa.
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
10 100 1000
f (Hz)
SPL (dB)
12
13
3. Caracterização dos casos de estudo
3.1 Introdução
Neste capítulo faz-se uma caracterização dos locais onde foram realizadas as medições de avaliação
de incomodidade. Numa primeira fase, são indicadas a localização e as características principais dos
edifícios escolhidos. Em seguida, são descritos os procedimentos gerais e as normas adoptadas na
realização dos diversos ensaios. Finalmente, é apresentada a caracterização acústica dos locais, a
qual foi efectuada através de medições realizadas in situ. São ainda descritos os procedimentos
adoptados e as dificuldades encontradas no decorrer dos ensaios.
Foram realizados dois tipos de análise aos dados resultantes das medições de caracterização
acústica, comparando-se, numa primeira fase, os valores de isolamento sonoro obtidos
experimentalmente com os previstos em projecto. Numa segunda fase, é apresentada uma explicação
para a diferença de comportamento entre elementos construtivos semelhantes localizados em zonas
distintas das habitações.
Para seleccionar os casos de estudo foi efectuada uma pesquisa, junto de cerca de 40 pessoas.
Foram escolhidos três locais de medição, tendo existido, em todos os casos a preocupação de
verificar de forma subjectiva se os problemas relatados pelos moradores seriam de facto mensuráveis
ou se, pelo contrário, corresponderiam a casos de hipersensibilidade ao ruído. Os locais de medição
foram escolhidos, na medida do possível, consoante a disponibilidade dos moradores, e sempre com
o objectivo de identificar diferentes situações de desconforto. Com o objectivo de obter resultados
mais consistentes e correlacionáveis entre si, assumiu-se, à partida, que as medições deveriam ser
efectuadas em edifícios de construção corrente, com estrutura betão armado e paredes em alvenaria
de tijolo cerâmico furado. Os dois prédios onde foram efectuadas medições situam-se em Lisboa. Das
três fracções de habitação analisadas, duas delas situam-se no mesmo edifício, o qual se localiza no
cruzamento da Rua D. Luís de Noronha com a Av. Santos Dumont, na zona da Praça de Espanha em
Lisboa, doravante designado como edifício Santos Dumont. O outro edifício onde foram efectuadas
medições corresponde ao Lote C da Rua Conselheiro Lopo Vaz, na zona do Parque das Nações,
doravante designado como edifício do Parque das Nações.
No edifício Santos Dumont, a situação mais grave de ruído de baixa frequência (RBF) ocorria ao nível
do oitavo piso (último piso) devido ao funcionamento, durante a noite, dos ventiladores de cobertura,
os quais impediam o sono da única moradora do apartamento. A outra situação, também grave, mas
menos intensa do ponto de vista das consequências para os moradores, ocorria ao nível do rés-do-
chão do mesmo edifício, sendo provocada pelo mecanismo do portão da garagem, o qual se localiza
junto a uma das paredes exteriores da sala de estar. Finalmente, no edifício do Parque das Nações, o
14
ruído e vibração eram provocados por uma máquina de secar roupa instalada na cozinha, junto a uma
parede de separação para um quarto. Havendo a possibilidade de controlar o funcionamento da fonte
sonora, este caso é, obviamente, o menos gravoso. Na Tabela 3.1 são ilustrados os ensaios
realizados para a caracterização acústica dos três casos de estudo.
Tabela 3.1 - Ensaios realizados nos diversos fogos.
Local
Tempo
Reverberação
Isolamento Sonoro Identificação
dos modos
acústicos Paredes Interiores
Fachada Cobertura
8ºB Santos Dumont
X X X X X
R/C - D Santos Dumont
X X
8ºB Parque das Nações
X X
Após algum tempo dedicado à aquisição e preparação de equipamentos, no qual se inclui o tempo
necessário para familiarização com os mesmos, foram iniciadas as medições de campo, indicadas na
Tabela 3.1, apenas em meados de Junho de 2008.
Na secção seguinte é efectuada uma descrição geral do tipo de ensaios realizados bem como das
normas e procedimentos adoptados para a caracterização da incomodidade por RBF em cada caso
de estudo.
3.2 Procedimentos gerais adoptados nos ensaios
Em primeiro lugar foi decidida a localização dos pontos de medição, a qual foi registada em planta. Os
pontos de medição foram escolhidos de forma a respeitar, de uma forma geral, as recomendações das
normas aplicáveis. Os pontos escolhidos nesta primeira fase de caracterização acústica dos locais
foram adoptados em todas as fases de medição de forma a simplificar o processo.
15
As normas e regulamentos considerados neste trabalho foram os seguintes:
Avaliação dos índices de isolamento sonoro - EN ISO140 Parte 3,4,5 [N.1, N.2, N.3];
Medição dos tempos de reverberação - Norma EN ISO 354 - [N.4];
Regulamento Geral do Ruído – RGR [N.5];
Regulamento dos Requisitos Acústicos dos Edifícios - RRAE [N.6].
Em seguida são apresentados os procedimentos gerais para cada tipo de ensaio, sendo
posteriormente descritas as especificidades associadas a cada caso de estudo.
3.2.1 Procedimento geral para medição de isolamento a
ruído aéreo
O ensaio de avaliação do índice de redução sonora (ou índice de isolamento sonoro), consiste na
injecção de uma dada potência sonora num compartimento (utilizando uma fonte sonora) e uma
posterior medição dos níveis sonoros na sala emissora e receptora, através da qual se estima índice
de redução sonora aparente (ou índice de isolamento sonoro). Tanto os ensaios de avaliação do
índice de isolamento sonoro de paredes exteriores como de paredes interiores foram efectuados com
base nas recomendações da norma EN ISO 140. Para as paredes interiores foi utilizada a parte 4
[N.2] e para o ensaio de fachadas a parte 5 [N.3] da norma. O procedimento é relativamente
semelhante em ambos os casos e segue as mesmas recomendações relativas a distâncias e número
de posições da fonte e microfone. A principal diferença entre os dois ensaios decorre do facto de, na
análise de paredes interiores, se instalar nos espaços emissores fechados um campo sonoro que a
norma considera difuso ou praticamente difuso, enquanto que no ensaio de caracterização do
desempenho acústico de fachadas, a fonte sonora é colocada no exterior, não dando, portanto lugar a
um campo sonoro difuso. Em ambos os ensaios, os níveis de pressão sonora no compartimento
receptor são obtidos da mesma forma. Os ensaios realizados em coberturas foram tratados como se
de ensaios em fachadas se tratassem. Em seguida, são apresentadas as metodologias definidas pela
norma EN ISO 140, relacionando-se os diferentes índices utilizados. Finalmente, são apresentados os
requisitos mínimos definidos pelo Regulamento dos Requisitos Acústicos dos Edifícios [N.6].
3.2.1.1 Regras gerais
Distâncias mínimas relativas aos pontos de medição
As diversas partes da norma EN ISO 140, definem três distâncias mínimas a considerar nos ensaios:
entre a posição dos microfones e os limites da sala ou móveis, entre as posições dos microfones,
entre a posição dos microfones e a fonte sonora. As distâncias a adoptar são, respectivamente: 0,5 m;
16
0,7 m e 1,0 m. É, no entanto, aconselhável que se adoptem distâncias superiores sempre que tal for
possível. No caso de medições de isolamento a ruído aéreo em baixas frequências, o anexo D da
parte três da norma EN ISO 140 [N.1] refere que, para medições na banda dos 50 Hz, estas distâncias
deverão ser o dobro das apresentadas anteriormente, exceptuando a distância entre posição dos
microfones e limites da sala ou móveis, a qual deverá ser superior a 1,2 m tendo em virtude do maior
comprimento de onda associado ao ruído de baixa frequência. Note-se que estas regras são mais
facilmente cumpridas em laboratório, o que constitui o âmbito da aplicação da norma, mas muito
dificilmente observáveis in situ, onde as dimensões dos compartimentos correntes são relativamente
pequenas.
Distâncias mínimas entre posições da fonte sonora e número mínimo de posições da fonte
As diferentes posições da fonte sonora devem estar afastadas pelo menos 1,4 metros entre si para
duas das posições e 0,7 m relativamente à terceira ou quarta localização. É ainda de vital importância
que as três posições consideradas não se encontrem num plano paralelo a qualquer das superfícies
envolventes da sala.
Número de posições de medição
O número de posições de medição para microfones fixos nunca inferior a dez, deve ser escolhido de
forma a cobrir homogeneamente o volume da sala. Estas dez posições de medição correspondem a
cinco posições de medição para cada duas posições da fonte sonora. No caso de se pretender um
estudo relativo às baixas frequências, deve-se assumir um maior número de posições de medição e
da fonte sonora. Isto permite excitar diferentes campos sonoros e diferentes modos acústicos da sala,
conseguindo-se uma melhor descrição do campo sonoro instalado. Ainda de acordo com anexo D da
parte três da norma EN ISO 140 [N.1], o número mínimo de posições a adoptar para a fonte sonora
deverá ser de três.
3.2.1.2 Isolamento sonoro em paredes interiores
A acústica clássica de salas assume a instalação de campos sonoros difusos nos compartimentos.
Um campo sonoro difuso é aquele em que, após um período inicial de estabilização, as pressões
sonoras são sensivelmente constantes em todos os pontos. Isto acontece em resultado das inúmeras
reflexões do som, as quais se combinam com o campo sonoro directo. Se for considerado que a
pressão sonora é aproximadamente constante de ponto para ponto, a média espacial dos níveis
sonoros medidos num compartimento será um bom indicador do nível sonoro instalado no campo
difuso. Assim, é possível estimar o índice de redução sonora através de
= +
1 2
2
- 10 logS
R L LA
(dB), (3.1)
17
em que L1 e L2 (dB) são, respectivamente, os níveis sonoros médios nos compartimentos emissor e
receptor; S (m2) é a área do elemento de separação em análise e A2 (m2) é a área de absorção sonora
do local receptor. A expressão anterior perde validade para frequências cujo comprimento de onda
seja superior às dimensões do elemento de separação ou dos compartimentos, daí que, para baixas
frequências, o isolamento sonoro indicado por esta expressão possa apresentar uma variabilidade
muito significativa.
A regulamentação actual, nomeadamente o RRAE [N.6], define os valores mínimos de isolamento a
ruído aéreo com base no índice de isolamento sonoro normalizado (DnT,w). O índice de isolamento
sonoro normalizado é dado por
21 2
0
10lognT
TD L L
T
= − +
(dB), (3.2)
em que T0 (s) é o tempo de reverberação de referência, igual a 0,5 s. Considerando, com base na
expressão de Sabine [17], que T2 = 0,16V2/A2, o índice de isolamento sonoro pode ser relacionado
com o índice de redução sonora aparente R’ de acordo com a expressão
' 20,3210lognT
VD R
S
= +
(dB). (3.3)
O valor único do índice adoptado, seja ele o DnT,w ou R’w, deve ser obtido de acordo com a
metodologia estipulada pela norma EN ISO 717-1 [N.7]. Este parâmetro é calculado através da
utilização de uma curva de referência, a qual deve ser ajustada de forma a obter o valor único R’w ou
DnT,w, que correspondentes ao valor da ordenada da curva, depois de ajustada, na posição dos
500 Hz.
Para efectuar a medição do índice de isolamento a ruído aéreo em paredes interiores utilizou-se a
fonte omnidireccional (modelo 4296 da Brüel & Kjær), com um ganho no amplificador (modelo 2716 da
Brüel & Kjær), suficiente para que o nível de ruído no compartimento receptor fosse, em todas as
frequências, superior em 10 dB ao nível de ruído de fundo no compartimento. Depois disto equalizou-
se o sinal com o objectivo de conseguir um ruído o mais uniforme possível em todas as bandas de
frequência (ruído rosa). Depois desta preparação recolheram-se os valores de pressão sonora nos
compartimentos emissor e receptor, com recurso a um sonómetro 2260 da Brüel & Kjær utilizando um
microfone do tipo 4189, também da Brüel & Kjær.
3.2.1.3 Isolamento sonoro em fachadas
Nas fachadas, o procedimento adoptado foi semelhante referido anteriormente. A única diferença está
relacionada com o registo dos níveis sonoros no exterior. Os métodos básicos que o permitem fazer
são apresentados na parte 5 da norma EN ISO 140 [N.3]. O índice de redução sonora aparente de
uma fachada pode ser medido com base num altifalante colocado no exterior ou com base em ruído
18
ambiental existente, por exemplo, ruído de tráfego. No entanto, se o nível de ruído ambiental não for
suficientemente elevado ou se o isolamento sonoro de fachada for elevado, pode não ser possível
medir níveis sonoros no compartimento receptor suficientemente afastados do nível sonoro de fundo
[18], sendo assim necessário recorrer ao altifalante. Para toda a fachada, não é, no entanto, prático
medir médias espaciais do nível de pressão sonora sobre todos os elementos que a constituem
(método do altifalante elementar). Adicionalmente, a média espacial perde significado quando ocorrem
grandes variações de nível sonoro ao longo da fachada, em particular quando as fachadas contêm
elementos com níveis de isolamento sonoro significativamente diferentes (por exemplo, uma parede
de alvenaria espessa e um pano envidraçado) [18]. Neste trabalho, tendo em conta as dificuldades
associadas ao cumprimento, em edifícios altos, das exigências da norma na localização do altifalante
e microfone no método de altifalante global, optou-se por utilizar o método do altifalante elementar, o
qual não foi, no entanto, aplicado a todos elemento da fachada, reduzindo-se, dessa forma, o número
de medições e evitando-se a necessidade de efectuar um levantamento dimensional para aplicação
da expressão,
10
' 10log10
iR
i
i
i
iR
S
S =
∑
∑ (dB), (3.4)
em que Si (m2) é a área do elemento em análise e R’i (dB) o índice de redução sonora aparente do
elemento em questão.
A norma recomenda que se façam medições em três pontos, distribuídos o mais assimetricamente
possível na fachada em análise. Assumiu-se como procedimento geral que estes três pontos estariam
situados na diagonal de fachada, sendo colocados a 1/3, 1/2 e 2/3 do comprimento da diagonal
adoptada. A norma recomenda ainda que, caso a diferença entre o nível sonoro de dois pontos, em
qualquer banda de terços de oitava, seja superior ao número de posições de medição até ai
adoptadas, se aumente o número de posições de medição. Em cada local de medição foi efectuada
esta análise e sempre que tal se verificou foram adicionados mais pontos de medição. O microfone foi
colocado numa posição perpendicular à parede a uma distância desta de aproximadamente 3 mm,
tendo sido utilizada protecção contra o vento, tal como recomendado pela norma EN ISO 140-4 [N.2].
O índice de redução sonora aparente para uma incidência a 45º pode ser obtido por
'45º 1, 2
2
10 log 1,5s
SR L L
A
= − + −
(dB), (3.5)
em que L1,s (dB) é o nível médio de pressão sonora na superfície da parede de fachada. É possível
relacionar este índice de redução sonora com R’ em campos difusos por
' '45º 1R R= + (dB). (3.6)
19
O índice de isolamento sonoro medido a dois metros da fachada é definido como
= − +
22m,nT 1,2m 2
0
10 log T
D L LT
(dB), (3.7)
onde L1,2m (dB) é o nível sonoro médio medido a 2 m da fachada a uma altura não inferior a 1,5 m do
pavimento. Este índice pode ser estimado a partir de R’45º com base na expressão
' 22 ,
0,3210logm nT fs
VD R L
S
= + ∆ +
(dB), (3.8)
em que L1,s é o nível de pressão sonora na superfície da parede de fachada, e ∆Lfs= L1,2m – L1,s + 3 dB
é um parâmetro que depende da tipologia da fachada (exemplo: forma das varandas), o qual pode ser
obtido no anexo C da parte três da norma EN ISO 12354 [N.9]. Com excepção da fonte sonora, o
equipamento utilizado foi o mesmo que no ensaio de medição de isolamento sonoro de paredes
interiores. Neste caso, a fonte sonora utilizada foi o modelo 4224 da Brüel & Kjær. Esta fonte sonora,
ao contrário da utilizada para espaços interiores, é unidireccional, emitindo energia principalmente
numa direcção.
3.2.2 Procedimento geral e normas para medição de tempo
de reverberação
Para uma avaliação correcta do tempo de reverberação, deve ser seguida a metodologia apresentada
no capítulo seis da parte três norma EN ISO 140 [N.1], a qual se baseia na norma EN ISO 354 [N.8].
O tempo de reverberação corresponde ao tempo necessário, após o instante em que a fonte sonora é
desligada, para que possa ocorrer uma queda no nível de sonoro de 60 dB. Porém, uma vez que seria
necessário utilizar uma elevada potência sonora para conseguir quedas na ordem dos 60 dB, mede-se
o tempo necessário para uma queda de apenas 20 ou 30 dB e admite-se que este equivale,
respectivamente, a um terço ou metade do tempo necessário para registar uma queda de 60 dB. Para
que os valores do tempo de reverberação sejam fiáveis, as características da curva de decaimento do
nível de pressão sonora devem ser tais que, depois desta queda de 20 ou 30 dB, o nível de pressão
sonora seja ainda superior, em 10 dB, ao nível de ruído de fundo. Isto significa que a fonte sonora
deverá produzir um nível sonoro no compartimento, no mínimo, superior em 30 dB ao nível de ruído
de fundo. O nível sonoro ideal que se procurou instalar foi de 40 dB acima do nível de ruído de fundo.
A medição do tempo de reverberação deve ser iniciada 0,1 s depois de a fonte sonora ser desligada.
Em seguida, descrevem-se, de forma breve, os pressupostos seguidos na fase de medições.
20
Número de posições de medição
Seguindo as recomendações da norma EN ISO 354 [N.8], foram efectuadas pelo menos seis
medições em cada banda de frequência. A norma recomenda que se adopte pelo menos uma posição
da fonte sonora e três posições dos microfones, com duas leituras em cada posição. Neste trabalho
foram consideradas duas posições para a fonte sonora e, para cada uma dessas posições, quatro
pontos de medição do nível sonoro. Em cada uma destas posições de medição foram registadas duas
leituras, correspondendo cada uma delas a uma média de três curvas de decaimento a partir das
quais se obtêm os valores de tempo de reverberação. Os tempos de reverberação são utilizados para
corrigir os valores de isolamento sonoro L2 nas medições de DnT e de R’45º.
3.2.3 Identificação dos modos acústicos dos
compartimentos
Uma vez que o objectivo desta dissertação é a caracterização de casos de incomodidade por ruído de
baixa frequência gerado por equipamentos mecânicos, além de ser necessário caracterizar a
envolvente dos compartimentos receptores, é importante caracterizar também o próprio campo sonoro
instalado nesses compartimentos, não só em termos da sua reverberação, mas também em termos da
sua resposta modal. Esta análise adquire especial importância pois permite avaliar a possibilidade de
ocorrência de acoplamento modal entre os modos estruturais excitados pelo equipamento e os modos
acústicos do compartimento receptor. Esta análise é efectuada por simples leitura do espectro de
pressão sonora em banda estreita gerado pela emissão de ruído rosa por um altifalante (do tipo
omnidireccional modelo 4296 da Brüel & Kjær) localizado num canto do compartimento. A leitura é
efectuada com recurso a microfones, colocados junto ao canto diametralmente oposto da sala, do tipo
Brüel & Kjær BZ4165 ligados a pré amplificadores do tipo BZ2639, por sua vez ligados a um
analisador de frequências de dois canais da Brüel & Kjær do tipo 2144.
A identificação dos modos acústicos correspondentes aos picos nos espectros de pressão sonora
pode ser efectuada com base na utilização da expressão
( ) = + +
2 2 2
0, , Hz
2l m n
c l m nf
a b c, (3.9)
onde a, b, c são as dimensões dos compartimentos (em metros) e (l, m, n) são os parâmetros
descritores dos modos acústicos.
21
3.3. Exigências do Regulamento dos Requisitos
Acústicos dos Edifícios
O Regulamento dos Requisitos Acústicos dos Edifícios (RRAE) [N.6] especifica os valores mínimos de
isolamento sonoro e tempo de reverberação que devem ser observados nas várias partes dos
edifícios. Segundo este regulamento, o índice de isolamento sonoro entre zonas exteriores e interiores
de um edifício (D2m,nT,w) deverá ser superior a 33 dB em edifícios de habitação localizados em zonas
mistas. No caso de medições in situ, o RRAE considera um coeficiente de incerteza de 3 dB,
aceitando-se valores medidos de D2m,nT,w superiores a 30 dB. Para paredes interiores devem
considerar-se os seguintes limites:
• DnT,w > 50 dB entre quartos ou zona de estar de dois fogos;
• DnT,w > 48 dB entre quartos ou zonas de estar de um fogo e zonas de circulação
comum do edifício;
• DnT,w > 40 dB quartos ou zonas de estar de um fogo e elevadores;
• DnT,w > 50 dB quartos ou zonas de estar de um fogo e garagens parqueamentos.
3.4 Edifício Santos Dumont
3.4.1 Descrição geral
O edifício Santos Dumont tem três pisos enterrados destinados a parque de estacionamento e nove
pisos destinados a habitação. As paredes interiores dos fogos são constituídas por um pano simples
de alvenaria de tijolo cerâmico furado com 11 cm de espessura rebocado em ambas as faces. A
separação entre fogos é assegurada por paredes simples de alvenaria de tijolo furado de 20 cm, com
ambas as faces rebocadas. A fachada foi definida em projecto como sendo constituída por dois panos
de tijolo cerâmico furado com 11 cm de espessura, com caixa-de-ar preenchida com isolamento
térmico (placas de poliestireno extrudido) com 3 cm de espessura, incluindo acabamento final em
reboco em ambas as faces. Observou-se no local que, numa área significativa da fachada, além do
reboco exterior, existe ainda, em todos os pisos exceptuando o último, um revestimento exterior em
tijoleira de forro de barro vermelho com 4 cm de espessura. Os elementos de separação horizontal
são garantidos por lajes de betão armado, com 22 cm de espessura, betão leve de enchimento com 8
cm de espessura e acabamento final constituído por parquet de madeira flutuante sobre betonilha de
regularização com 2 cm de espessura. O pé-direito é maior no primeiro piso, onde se apresenta com
2,88 m, do que nos restantes, onde se limita a 2,60 m. Estas informações foram retiradas dos
projectos de acústica [P.1] e de arquitectura [P.2] do edifício e observações efectuadas no local.
22
3.4.2 Edifício Santos Dumont – 8º B
No último andar do edifício existem duas fracções autónomas, as quais serão designadas pelas letras
A e B. A fracção B é ocupada apenas por uma moradora que se queixa de não conseguir dormir
devido a um ruído, descrito como oscilante, o qual é supostamente, causado pela ventilação mecânica
existente no telhado. Os ventiladores da cobertura, num total de sete ao nível da cobertura do 8º piso,
estão em modo de funcionamento automático, num regime de ventilação por períodos de uma hora
intercalados com períodos de interrupção de uma hora, das sete horas da manhã até à meia-noite. O
único ventilador (denominado EA2) que fica ligado durante a noite é o que se encontra por cima da
cozinha da fracção A. Ainda que este segundo apartamento seja utilizado com menor frequência, não
existe qualquer registo de queixas por parte dos seus habitantes. Caso o ruído fosse provocado por
este ventilador (EA2) seria de esperar que existissem queixas também por parte dos utentes da
fracção A. Apesar de os ventiladores se encontrarem desligados durante a noite, efectuou-se um
estudo mais aprofundado para tentar perceber as eventuais causas do problema já descrito. As
queixas da moradora não se referem apenas ao ruído sentido durante a noite, mas também ao ruído
registado durante o dia. Além da suite, a outra divisão para a qual são apresentadas queixas devidas
ao mesmo tipo de ruído é o escritório.
Figura 3.1 - Planta do 8º B do edifício Santos Dumont.
23
De forma a caracterizar acusticamente as soluções construtivas, foram, numa primeira fase,
efectuadas medições de isolamento sonoro das paredes interiores, exteriores e na cobertura,
conforme os procedimentos descritos em 3.2. Foram ainda efectuadas medições em todas as divisões
para identificação dos modos acústicos das mesmas. Nas Tabela 3.2, Tabela 3.3 e Tabela 3.4 são
apresentadas as características dimensionais das paredes analisadas.
Tabela 3.2 - Comprimento e área das paredes interiores do 8ºB.
Partição Comprimento (m) Pé-direito (m) Superfície (m2)
Sala - Cozinha 4,85 2,60 12,62
Cozinha - Escritório 5,48 2,60 14,25
Escritório - suite 4,11 2,60 10,69
Tabela 3.3 - Comprimento e área das paredes exteriores do 8ºB.
Divisão Comprimento (m) Pé-direito (m) Superfície (m2)
Sala 6,57 2,60 17,10
Cozinha 3,50 2,60 9,12
Escritório 9,53 2,60 24,80
suite 5,04 2,60 13,11
Tabela 3.4 - Área de envidraçados e sua percentagem na fachada do 8ºB.
Divisão Comprimento da janela
(m)
Altura da janela
(m)
Superfície da janela
(m2)
Superfície total da parede
(m2)
Percentagem de superfície envidraçada
(%)
Sala 3,55 2,10 7,46 15,60 49
Cozinha 1,25 2,10 2,63 8,32 32
Escritório 1,25 2,10 2,63 22,62 12
suite 2,50 2,10 5,25 11,96 45
24
Os valores de superfície adoptados para a cobertura foram os mesmos que para a área útil de cada
divisão. Na Tabela 3.5 são apresentados o volume de cada divisão e a sua área útil.
Tabela 3.5 – Área útil e volume de cada divisão do 8ºB.
Divisão Área (m2) Volume (m3)
Sala 26,00 72,22
Cozinha 13,90 38,76
Escritório 17,30 47,63
suite 14,70 39,95
3.4.2.1 Isolamento a ruído aéreo em paredes interiores
Conforme descrito em 3.2.1 a medição do índice de isolamento sonoro de paredes interiores baseia-
se na medição dos níveis sonoros médios nos compartimentos emissor e receptor. Nas Figura 3.2 e
Figura 3.3 são ilustradas essas medições na sala e escritório do 8º B, respectivamente. De acordo
com o projecto de acústica do edifício, para a parede simples de alvenaria de tijolo cerâmico furado de
11 cm de espessura rebocada em ambas as faces, ao que corresponde uma massa de 161 kg/m2,
seria esperado um valor de R’w = 47 dB [P.1]. Os valores de índice de redução sonora medidos para
as três paredes foram, em geral, inferiores ao previsto em projecto, exceptuando-se o caso da parede
entre o escritório e cozinha (Tabela 3.6). O melhor comportamento desta parede deve-se à existência,
não só de armários de cozinha na quase totalidade da área da parede do lado da cozinha, mas
também de uma courette de ventilação e de um armário de parede ocupando cerca de metade da
área da parede do lado do escritório.
Tabela 3.6 - Resultados para o índice de redução sonora aparente (R’w) e isolamento sonoro (DnT,w)
das paredes interiores do 8ºB.
Parede interior R’w (dB) DnT,w (dB)
Sala – Cozinha 41 41
Cozinha – Escritório 47 46
Escritório – suite 41 42
25
Os valores de R’w e DnT,w acabam por ser bastantes semelhantes porque as paredes onde foi avaliado
o nível de isolamento sonoro têm todas uma relação de V2/S próxima de 3.
Apresentam-se nas Figura 3.4 a Figura 3.6 os espectros do índice de isolamento sonoro das paredes
interiores para sons de condução aérea, DnT (dB). Apresentam-se também as curvas de referência
preconizadas pela norma EN ISO 717-1 [N.4] para identificação do valor único DnT,w na sua posição
original (a azul) e na posição ajustada (a vermelho).
Tal como esperado, a forma dos espectros é praticamente igual para as paredes entre a sala e a
cozinha e entre o escritório e a suite, as quais apresentam a mesma morfologia. O espectro de DnT
respeitante à parede entre o escritório e a cozinha, ainda que semelhante aos outros dois, apresenta
um melhor comportamento global, o que pode indicar que esta parede é, na realidade, um pouco mais
espessa para acomodar as redes de águas e esgotos que servem a cozinha.
Figura 3.2 - Medição dos níveis de pressão sonora L1 na sala.
Figura 3.3 - Medição dos níveis de pressão sonora L2 no escritório.
26
Figura 3.4 – Índice de isolamento sonoro da parede entre a sala e a cozinha.
Figura 3.5 - Índice de isolamento sonoro da parede entre a cozinha e o escritório.
27
3.4.2.2 Isolamento a ruído aéreo em fachadas
Seguindo os mesmos princípios adoptados anteriormente, mas utilizando, desta vez, a fonte
unidireccional (colocada no exterior) em vez da fonte omnidireccional, efectuaram-se as medições de
níveis de pressão sonora no exterior (L1,s) e interior da divisão (L2). Isto foi possível porque, em redor
de todo o apartamento existe uma varanda com, aproximadamente, 1,80 m de largura. Devido à
dimensão da varanda (Figura 3.9), não foi possível respeitar a distância mínima de 3,5 m entre a fonte
sonora e a parede. Respeitou-se, no entanto, a inclinação de 45 º relativamente à linha média da
parede de fachada em estudo. Os níveis de ruído de fundo na sala receptora foram registados para
corrigir os valores de L2 quando necessário. Nas Figura 3.7 e Figura 3.8 são ilustradas as medições
de L2 e L1,s para a determinação do índice R’45º,w da parede da fachada da cozinha. Nas Figura 3.10 e
Figura 3.11 são apresentados, a título ilustrativo, os pontos de medição L1,s na parte opaca da fachada
da sala e na parte envidraçada da fachada da cozinha, respectivamente.
A solução construtiva considerada em projecto para a fachada corresponde a uma parte opaca com
uma área total de 1358 m2, constituída por parede de alvenaria dupla de tijolo cerâmico furado com
11 cm de espessura com caixa-de-ar e isolamento térmico, com uma massa por unidade de área de
380 kg/m2, e uma parte envidraçada, com uma área total de 464 m2, constituída por caixilharia de
alumínio termolacada de vidro duplo. Foi considerado no projecto que o índice R’45º,w da parte opaca
Figura 3.6 - Índice de isolamento sonoro da parede entre o escritório e a suite.
28
da fachada é de 50 dB e que, para a parte envidraçada, esse índice vale 30 dB. Para uma diferença
de isolamentos de 20 dB entre a zona opaca e a zona envidraçada, com uma relação entre as áreas
de ambas as partes de 0,34, a perda de isolamento sonoro calculado em projecto foi de 13 dB. Desta
forma o valor previsto para o índice R’45º,w da fachada é de 37 dB [P.1].
Os valores obtidos experimentalmente para o índice de redução sonora aparente da fachada (R’45º,w),
foram ligeiramente inferiores a 37 dB na sala e significativamente inferiores a esse valor na cozinha,
devido à maior percentagem de área ocupada pelo envidraçado e, principalmente, devido à existência
de uma abertura de ventilação com cerca de 200 cm2 de área. Neste último caso, o índice D2m,nT,w
obtido não respeita o limite regulamentar para zonas mistas ou mesmo para zonas sensíveis.
Na fachada do escritório e quarto, onde a proprietária da fracção autónoma instalou portas
envidraçadas duplas, o índice de redução sonora é francamente superior aos valores registados em
projecto [P.1]. A melhoria de desempenho da fachada do escritório relativamente à do quarto pode ser
explicada pela menor percentagem de ocupação pela porta envidraçada e também pela posição
escolhida para a fonte sonora, não directamente apontada para a porta. O melhor desempenho
Figura 3.7 - Medição níveis de pressão sonora (L2) no interior da cozinha.
Figura 3.8 - Medição de níveis de pressão sonora (L1,s) na parede exterior da cozinha.
29
acústico das fachadas do quarto e do escritório, ao promover menores níveis sonoros no interior
desses compartimentos, pode contribuir para uma mais fácil percepção do ruído gerado pelos
equipamentos de ventilação existentes na cobertura. Na Tabela 3.7 são comparados os índices R’45º,w
e D2m,nT,w obtidos por medição com o objectivo de verificar o desempenho acústico da fachada face à
regulamentação actual. Verifica-se que valores de R’45º,w e D2m,nT,w, em geral, são semelhantes. Esta
situação decorre do facto de a relação V2/S das paredes de fachada se aproximar de 3 e também do
facto de o parâmetro ∆Lfs apresentar valores não superiores a 1 dB.
Tabela 3.7 - Resultados obtidos experimentalmente para o índice de redução sonora e isolamento
sonoro das paredes exteriores do 8ºB.
Divisão R’45º,w (dB) D2m,nT,w (dB)
Sala 36 38
Cozinha 25 27
Escritório 58 57
suite 49 50
Figura 3.9 - Esquema de adoptado nas medições de índice de isolamento sonoro
de fachada, com posições de medição e posições da fonte sonora no exterior.
30
A área de envidraçado é, em todas as divisões, inferior a 60% da área total. Assim, de acordo com o
RRAE [N.6] basta considerar para verificação dos limites regulamentares o índice D2m,nT,w não havendo
lugar à apresentação dos termos de adaptação C e Ctr. Na Figura 3.10 e 3.11 são apresentados os
pontos utilizados na medição do índice de isolamento no exterior da sala e cozinha.
Nas Figura 3.14 a Figura 3.17 são apresentados os espectros de R’45º obtidos in situ. Nas mesmas
figuras são apresentadas as posições de referência (a azul) e ajustada (a vermelho) da curva de
referência preconizada na norma EN 717-1 [N.7] para a determinação do valor único (R’45º,w).
Na sala e cozinha, a redução sonora com a frequência não é tão assinalável como nas restantes
divisões. No caso da cozinha, este crescimento é praticamente nulo, reflectindo a existência de uma
abertura para ventilação da cozinha. Nas outras duas divisões, suite e escritório, as curvas de
isolamento sonoro têm uma forma semelhante, apresentando a fachada do escritório valores de
redução sonora um pouco mais elevados em virtude da menor percentagem de área envidraçada.
e
Figura 3.10 - Marcação dos pontos de medição no exterior da fachada.
31
Figura 3.13 – Medição dos níveis de pressão sonora (L1,s) na parede exterior do escritório.
Figura 3.12 – Medição dos níveis de pressão sonora (L2) no interior do escritório.
Figura 3.11 Medição dos níveis de pressão sonora (L1,s) no exterior da cozinha.
32
Figura 3.14 – Índice de redução sonora aparente de fachada, medido a 45º, para a parede da sala.
Figura 3.15 - Índice de redução sonora aparente de fachada, medido a 45º, para a parede da cozinha.
R’45º + 1,5 (dB)
R’45º + 1,5 (dB)
f (Hz)
f (Hz)
33
Figura 3.16 - Índice de redução sonora aparente de fachada, medido a 45º, para a parede do escritório.
Figura 3.17 - Índice de redução sonora aparente, medido a 45º, para a parede da suite.
R’45º +1,5 (dB)
R’45º + 1,5 (dB)
f (Hz)
f (Hz)
34
Figura 3.18 - Esquema adoptado para a medição dos níveis de pressão sonora (L1,s) na cobertura junto da courette EA3.
3.4.2.3 Isolamento a ruído aéreo da cobertura
Na execução dos ensaios de avaliação do isolamento a ruído aéreo da cobertura foram adoptados
princípios e metodologias em quase tudo idêntico aos adoptados na medição do isolamento sonoro
das fachadas. A principal diferença é o posicionamento da fonte sonora, a qual foi colocada em cima
de uma chaminé com o auxílio de extensores elásticos, de forma a formar um ângulo de cerca de 45º
com a superfície da cobertura (Figura 3.18). Mais uma vez, não foi possível respeitar a distância
mínima da fonte à envolvente construtiva pois as chaminés têm apenas cerca de 1,6 m de altura. Para
a avaliação do isolamento sonoro da sala e da cozinha foi utilizada a chaminé da courette da sala.
Para a suite e escritório, foi utilizada a chaminé de uma das courettes das casas de banho.
Na Tabela 3.8 são apresentados os valores obtidos experimentalmente para o índice de redução
sonora, R’45º,w e para o índice de isolamento sonoro D2m,nT,w. Uma vez que a cobertura possui uma
camada de forma para condução de águas pluviais com uma espessura significativa, superior à
espessura do enchimento em betão leve considerado nos pisos intermédios, obtêm-se, em geral,
valores de R’45º,w superiores aos estimados em projecto, os quais são da ordem dos 50 dB [P.1].
Apenas na cobertura da cozinha, onde a transmissão marginal pela abertura de ventilação assume
grande relevância, se obtém um valor de R’45,ºw inferior a 50 dB.
35
Tabela 3.8 - Resultados obtidos experimentalmente para o índice de redução sonora aparente e índice
de isolamento sonoro da cobertura do 8ºB.
Divisão R’45º,w (dB) D2m,nT,w (dB)
Sala 56 58
Cozinha 42 44
Escritório 51 53
suite 52 56
Assumindo que a solução de cobertura é idêntica em toda a área, esperava-se que, na suite e no
escritório onde o isolamento da fachada é superior ao da sala, existindo, portanto, menor transmissão
marginal, que o isolamento da cobertura fosse superior ao da sala. Ao contrário do esperado, a
redução sonora aparente da cobertura da sala é superior à do escritório e da suite. Tal pode dever-se
a uma menor espessura da camada de forma sobre a suite e escritório. A forma como foi efectuado o
ensaio também pode influenciar os valores obtidos uma vez que a distância da fonte aos pontos de
medição varia de divisão para divisão. No caso da cobertura da sala os níveis de pressão sonora (L1,s)
foram medidos em pontos próximos da fonte. Os valores de L1,s para a cobertura cozinha foram
obtidos sem alterar a posição da fonte, mas apenas a posição dos pontos de medição. De forma a
minimizar este tipo de erro, foi seleccionada a maior amplificação possível na fonte unidireccional.
Para o escritório e a suite foi adoptado um procedimento idêntico. Neste último caso, a diferença de
isolamento registada entre a cobertura da suite e do escritório é significativa.
Nas Figura 3.19 a Figura 3.22 são apresentados os espectros de R’45º medidos in situ. São também
apresentadas as posições de referência (curva azul) e ajustada (curva vermelha) da curva de
referência da norma EN ISO 717 [N.7] para a determinação do valor único R’45º,w. A forma dos
espectros é bastante semelhante, com picos de redução sonora acima dos 60 dB para a banda de
terços de oitava de 3150 Hz. É interessante notar que embora a cobertura da suite apresente um
comportamento global melhor do que a cobertura do escritório, tal deve-se sobretudo a uma melhoria
de desempenho para frequências inferiores a 500 Hz, uma vez que, para as frequências mais altas, a
cobertura do escritório é significativamente mais eficiente.
36
Figura 3.19 - Índice de redução sonora aparente de fachada, medido a 45º, para a
zona de cobertura sobre a sala.
Figura 3.20 - Índice de redução sonora aparente de fachada, medid0 a 45º, para a
zona de cobertura sobre a cozinha.
R45º +1,5 (dB)
R45º + 1,5 (dB)
f (Hz)
f (Hz)
37
Figura 3.21 - Índice de redução sonora aparente de fachada, medido a 45º, para a
zona de cobertura sobre o escritório.
Figura 3.22 - Índice de redução sonora aparente de fachada, medido a 45º, para a zona de cobertura sobre a suite.
R45º + 1,5 (dB)
R45º + 1,5 (dB)
f (Hz)
f (Hz)
38
3.4.2.4 Identificação de modos acústicos dos compartimentos
Na Figura 3.23 é ilustrado o procedimento experimental adoptado para a identificação dos modos
acústicos dos compartimentos, com a fonte sonora colocada junto ao canto superior do compartimento
e os microfones canto inferior diametralmente oposto.
Na Tabela 3.9 são apresentadas as dimensões dos compartimentos analisados. Nos compartimentos
cuja forma não é exactamente rectangular, foram consideradas dimensões médias aproximadas.
Considera-se que c corresponde ao pé-direito de cada compartimento, b corresponde à profundidade
do compartimento na direcção da entrada e, finalmente, a corresponde à largura da sala na direcção
perpendicular à de b.
Tabela 3.9 - Dimensões aproximadas dos compartimentos (m).
Dimensão Sala Cozinha Escritório suite
a 5,75 3,10 5,45 4,45
b 4,45 4,45 3,15 3,15
c 2,60 2,60 2,60 2,60
Figura 3.23 - Procedimento experimental para a identificação dos modos acústicos do quarto.
39
Nas Figuras 3.24 a 3.27 são apresentados os espectros obtidos, em banda estreita, para identificação
modal dos compartimentos. Consideram-se apenas os modos acústicos para frequências inferiores a
250 Hz. A identificação dos modos com base nos descritores (l,m,n) é também apresentada, tendo as
frequências próprias correspondentes sido calculadas através da expressão (3.9).
Figura 3.24 – Identificação modal da sala.
Figura 3.25– Identificação modal da cozinha.
Lp (dB)
40
Figura 3.26- Identificação modal do escritório.
Figura 3.27 - Identificação modal da suite.
f (Hz)
Lp (dB)
41
Os espectros do nível sonoro apresentados para o escritório e para a suite diferem dos apresentados
para a sala e cozinha porque a metodologia de medição adoptada foi diferente. No escritório e quarto
o ensaio foi efectuado colocando um microfone junto ao pavimento e outro microfone junto ao tecto,
enquanto que na sala e na cozinha ambos os microfones foram colocados junto ao pavimento. O
microfone colocado junto ao tecto na suite e no escritório foi o microfone B. Enquanto que os
microfones colocados junto ao tecto não estavam em contacto com a superfície deste, os microfones
colocados junto ao pavimento ficaram, por dificuldades de suporte, encostados à superfície, daí
resultando uma menor exposição ao campo sonoro, com a consequente diminuição dos níveis
sonoros e mais difícil identificação dos modos acústicos.
3.4.2.5 Tempo de reverberação dos compartimentos
Os valores obtidos para os tempos de reverberação nos quatro compartimentos analisados são
apresentados nas Figuras 3.28 a 3.31. Os tempos de reverberação mais altos foram obtidos na
cozinha, seguidos pela sala. A divisão que apresentou menor tempo de reverberação foi a suite. Estes
resultados estão de acordo com a análise qualitativa efectuada previamente com base nos volumes
dos compartimentos, nas soluções de revestimentos superfícies e no mobiliário existente.
Figura 3.28 – Espectro de tempo reverberação na sala.
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
50 500 5000
f (Hz)
t (s)
42
Figura 3.29 - Espectro de tempo reverberação na cozinha.
Figura 3.30 – Espectro de tempo reverberação no escritório.
Figura 3.31 – Espectro de tempo de reverberação na suite.
0,00,51,01,52,02,53,0
50 500 5000
f (Hz)
t (s)
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
50 500 5000
f (Hz)
t (s)
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
50 500 5000
f (Hz)
t (s)
43
3.4.2.6 Ruído de fundo nos compartimentos
Nas medições de ruído de fundo (envolventes representadas na Figura 3.32 a Figura 3.35) é possível
observar níveis sonoros significativos para as bandas de terços de oitava de 80, 100 e 200 Hz. Uma
vez que estas medições foram efectuadas na ausência do ruído particular, ou seja, na ausência dos
ventiladores da cobertura em funcionamento, considera-se que o ruído de fundo é essencialmente
motivado pelo tráfego rodoviário nas vias confluentes com a Praça de Espanha, em particular, a
Avenida dos Combatentes. A forma dos espectros medidos confirma esta hipótese.
Figura 3.32 - Espectro de envolvente do ruído de fundo na sala.
Figura 3.33 - Espectro de envolvente do ruído de fundo na cozinha.
0
10
20
30
40
50
60
50 500 5000
f (Hz)
Lp (dB)
0
10
20
30
40
50
60
50 500 5000
f (Hz)
Lp (dB)
44
Figura 3.34- Espectro de envolvente do ruído de fundo no escritório.
Figura 3.35- Espectro de envolvente do ruído de fundo na suite.
3.4.3 Edifício Santos Dumont – rés-do-chão D
3.4.3.1 Introdução
Neste apartamento a situação de incomodidade a caracterizar decorria da propagação de ruído e
vibração gerados pelo funcionamento de um portão de uma garagem colectiva adjacente à parede
exterior da sala (Figura 3.36). Por se tratar de uma fonte sonora conhecida e claramente perceptível,
de carácter não permanente que funciona em períodos de sensivelmente 15 segundos para cada um
dos ciclos de abertura e fecho, concentrados nas horas de ponta, as queixas dos moradores não são
muito intensas.
0
10
20
30
40
50
60
50 500 5000
f (Hz)
Lp (dB)
0
10
20
30
40
50
60
50 500 5000
f (Hz)
Lp (dB)
45
Tendo em conta a posição da fonte sonora causadora de incomodidade, optou-se por avaliar apenas o
isolamento a ruído aéreo da parede de separação entre a sala do R/C - D e o acesso à garagem do
edifício. Conforme se observa na Figura 3.36, o acesso à garagem é efectuado a partir de uma zona
coberta exterior (Figura 3.37) que dá acesso ao portão e, a partir desse ponto, através de uma rampa
interior. A parede da sala em contacto com a zona de acesso exterior à garagem e com a zona da
rampa tem uma superfície total de 23 m2.
Figura 3.36 – Planta do R/C - D do edifício Santos Dumont.
3.4.3.2 Isolamento ruído aéreo em fachadas
O procedimento adoptado neste ensaio foi semelhante ao utilizado no 8ºB do mesmo edifício, sendo,
neste caso, a fonte unidireccional, modelo 4224 da Brüel & Kjær, colocada na zona de acesso à
garagem a uma distância de 4,40 m da parede da sala. Os níveis de pressão sonora na parede
exterior (L1,s) e os valores de pressão sonora no interior da sala (L2) foram registados com o
sonómetro Brüel & Kjær 2260, tendo sido necessário aplicar uma correcção devido ao nível de ruído
de fundo na sala receptora. Para recolha dos níveis de L1,s foram considerados três pontos na
diagonal da parede conforme as recomendações da parte cinco da norma EN ISO 140 [N.3].
46
Adoptaram-se duas diagonais distintas obtendo-se um total de seis pontos de medição.
Na zona da rampa da garagem foi considerada uma diagonal entre o limite da sala, junto ao tecto, e a
entrada da rampa, junto ao pavimento. Na zona do acesso exterior foi considerada uma diagonal entre
o portão, junto ao tecto, e o limite exterior da sala (fachada) voltada para o passeio (Figura 3.37). Na
zona de rampa, a escolha dos pontos de medição dos níveis de L1,s foi condicionada pela altura do
tripé do sonómetro. No entanto, também nessa zona se optou por fixar os pontos de medição a 1/3,
1/2 e 2/3 do comprimento da diagonal, tendo o cuidado de começar a diagonal à mesma cota que a
cota do pavimento interior. Note-se que estas medições foram efectuadas com o portão aberto. De
outra forma, o índice a medir seria o DnT e não o D2m,nT. Os tempos de medição utilizados foram de
seis segundos, tal como recomendado pela norma para medições na banda de terços de oitava de
400 Hz.
No projecto de acústica foi considerada uma constituição de parede idêntica à considerada na fachada
do 8º B, com uma superfície exterior rebocada. De facto, o revestimento na zona exterior (tijolo de
forro de barro vermelho) é diferente ao preconizado em projecto de acústica para a fachada do
edifício. A parte da parede da sala em contacto com a zona da rampa, conforme se observa na Figura
3.36, é constituída por uma parede dupla com um caixa-de-ar de grande espessura, o que permite
aumentar a sua eficiência no isolamento acústico.
Na zona exterior o valor de R’45º,w obtido experimentalmente para a parte exterior foi de 50 dB e valor
de D2m,nT,w de 52 dB. Para a parte interior os valores de índice de isolamento sonoro obtidos são
Figura 3.37- Entrada da garagem, parede adjacente à sala.
47
superiores, uma vez que a parede possui maior espessura. Nesta zona os valores de índice de
redução sonora aparente de fachada medida a 45º e de índice de isolamento sonoro de fachada
medido a dois metros, foram respectivamente: 53 dB e 55 dB. Apresentam-se de seguida os espectros
com os índices de redução sonora aparente medida a 45º. Para a parte interior, considerando que
R’w = R’45º,w - 1 = 52 dB é possível estimar o índice DnT,w com base na expressão (3.3). Conclui-se que
o RRAE é satisfeito pois obtém-se um valor de DnT,w de 53 dB, logo superior ao mínimo requerido.
.
Figura 3.38 - Índice de redução sonora aparente de fachada, medido a 45º, parte
interior da garagem (rampa).
Figura 3.39 - Índice de redução sonora aparente de fachada, medido a 45º, parte
exterior da garagem.
R’45º + 1,5 (dB)
R’45º + 1,5 (dB)
f (Hz)
f (Hz)
48
3.4.3.3 Tempo de reverberação da sala
Na Figura 3.40 é apresentado o espectro do tempo de reverberação da sala. Tal como se observou
nos compartimentos do 8º B, também na sala do R/C D, com um volume de 107,2, o tempo de
reverberação situa-se, em geral, próximo dos 0,8 s, excepto para frequências abaixo da banda de
terços de oitava de 100 Hz, em que o tempo de reverberação aumenta significativamente até cerca de
3 s para a banda de terços de oitava de 63 Hz.
Figura 3.40 - Tempo de reverberação na sala.
3.4.3.4 Níveis de ruído de fundo da sala
Na Figura 3.41 são apresentadas as envolventes dos níveis de ruído de fundo medidos em 10 pontos
no interior da sala. Constata-se que, tal como nos compartimentos do 8º B do mesmo edifício, há
maior conteúdo energético para as baixas frequências, com um pico evidente na banda de terços de
oitava dos 200 Hz. Mais uma vez, as medições foram efectuadas na presença de ruído de tráfego.
Figura 3.41 -Envolvente do ruído de fundo na sala.
0,00,51,01,52,02,53,03,5
50 500 5000
f (Hz)
t (s)
0
10
20
30
40
50
50 500 5000f (Hz)
Lp (dB)
49
3.5 Parque das Nações – 8º B
3.5.1 Introdução
Neste caso, a situação de incomodidade tem origem numa máquina de secar roupa, a qual funciona,
em geral, apenas durante o dia, em virtude de o funcionamento nocturno perturbar o sono da criança
que ocupa o quarto adjacente à cozinha
3.5.2 Caracterização da parede de separação entre a
cozinha e o quarto
Neste edifício, as paredes entre os diversos fogos e entre fogos e zonas comuns de circulação, são
constituídas, na sua maioria, por alvenaria de tijolo cerâmico furado de 20 cm de espessura, com
ambas as faces rebocadas. Nalgumas zonas, esta separação é garantida por paredes de betão
armado de 20 cm de espessura. As paredes interiores são em alvenaria de tijolo cerâmico furado com
11 cm de espessura rebocadas em ambas as faces. A fachada é constituída por dois panos de tijolo
cerâmico furado com 7 e 11 cm de espessura com caixa de ar de 3 cm de espessura. Os elementos
de separação horizontal entre fogos são constituídos por lajes de betão armado revestidas com tacos
de madeira assentes sobre betonilha de regularização. A partir de informação retirada do projecto de
acústica [P.3] e de pormenores construtivo [P.4], assume-se que as lajes tenham aproximadamente 20
cm e que a betonilha de regularização tenha cerca de 3 cm.
Para a caracterização da situação de incomodidade, considerou-se ser relevante apenas a parede de
separação entre a cozinha, onde se localiza a máquina de secar roupa, e o quarto. A cozinha tem uma
área útil de 12,40 m2 e o quarto de 13,75 m2, tendo, ambos os compartimentos, um pé direito de
2,70 m. A parede separação entre os compartimentos tem um comprimento de 5,10 m, perfazendo
uma área total de 13,77 m2. Na Figura 3.42 é apresentada a planta do apartamento.
Nas Figuras 3.43 e 3.44 apresentam-se as fotografias dos locais onde foram efectuadas as medições
relativas não só aos índices de isolamento sonoro da parede de separação mas também para análise
da incomodidade provocada pelo secador de roupa.
50
Figura 3.42 – Planta do 8º B do edifício do Parque das Nações.
Figura 3.43 - Secador de roupa encostado à
parede do lado da cozinha.
Figura 3.44 - Quarto de dormir adjacente à
cozinha.
51
3.5.2.1 Isolamento a ruído aéreo
O valor preconizado em projecto para o índice de redução sonora (R’w) da parede de separação entre
a cozinha e o quarto foi de 44 dB [P.3]. Os valores obtidos experimentalmente foram R'w = 43 dB e
DnT,w = 43 dB. O valor obtido para R'w satisfaz os pressupostos do projecto, em que se considera um
limite de 40 dB para o índice de redução sonora das paredes interiores dos fogos. Na Figura 3.45 são
apresentados o espectro do índice de isolamento a ruído aéreo padronizado (DnT) e as posições da
curva de referência (a azul) e ajustada (a vermelho) da curva de referência definida pela norma
EN ISO 717 [N.7]
Figura 3.45 - Índice de isolamento sonoro da parede de separação entre a cozinha
e o quarto do 8º B do edifício do Parque das Nações.
3.5.2.2 Tempo de reverberação no quarto
No compartimento receptor, neste caso quarto, os tempos de reverberação obtidos nas diversas
bandas de terços de oitava situaram-se, em geral, abaixo dos 0,4 s, exceptuando-se apenas as
bandas de terços de oitava inferiores a 100 Hz, onde o tempo de reverberação aumentou até aos
0,8 s. Isto deve-se ao facto de o quarto ter uma grande ocupação por móveis, tapetes e, ainda um
número considerável de bonecos de peluche, os quais contribuem também para melhor absorção
sonora do compartimento.
52
Figura 3.46 - Tempo de Reverberação no quarto.
3.5.2.3 Níveis de ruído de fundo do quarto
Na Figura 3.47 são apresentadas as envolventes dos níveis de ruído de fundo medidos em 15 pontos
no interior da sala. Constata-se que há maior conteúdo energético para as baixas frequências, com
um pico evidente na banda de terços de oitava dos 250 Hz. Estas medições de níveis de ruído de
fundo foram efectuadas na presença de tráfego automóvel e também, ocasionalmente, ferroviário.
Figura 3.47 – Envolvente de níveis de ruído de fundo no quarto.
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
50 500 5000
f (Hz)
t (s)
0
10
20
30
40
50
50 500 5000
f (Hz)
Lp (dB)
53
3.6 Conclusões
Foram caracterizados três locais onde existiam indícios de existência de ruído e vibração de baixa
frequência. Foram caracterizados os desempenhos acústicos das paredes e pavimentos envolventes
e também os campos sonoros instalados nos compartimentos. Para caracterização dos campos
sonoros foram identificados os modos acústicos dos compartimentos e foram medidos os seus tempos
de reverberação e os espectros do nível de ruído de fundo. Apesar de ser dada particular atenção ao
comportamento acústico em baixas frequências, uma vez que as recomendações da norma EN
ISO 140 [N.1] relativas a medições nesta gama de frequências se destinam a aplicações em
laboratório, não foram tidos cuidados especiais nas medições de campo efectuadas.
Os resultados das medições indicaram que, no edifício Santos Dumont, os espectros do nível de ruído
de fundo, tanto no R/C – D como no 8º B, apresentam crescimentos significativos nas bandas de
terços de oitava 160 a 200 Hz. Foi possível verificar também que, nessas bandas de frequências, as
paredes apresentam quebras de isolamento sonoro importantes, nomeadamente as paredes simples
de separação entre compartimentos, cuja frequência de coincidência se estima em 160 Hz. No edifício
do Parque das Nações, com paredes interiores semelhantes, foi registado um pico de nível sonoro na
banda de terços de oitava de 250 Hz e uma quebra significativa de isolamento sonoro entre as bandas
de terços de oitava de 250 e 500 Hz, com um mínimo nos 315 Hz. Uma vez que a frequência de
coincidência só depende das características dos materiais e da espessura da parede, não existem
razões para que seja diferente nos dois edifícios. Conclui-se assim que as diferenças detectadas
decorrem do comportamento modal das paredes e compartimentos em cada um dos edifícios, o qual
depende das dimensões das paredes e compartimentos. Nos casos em que existirem condições para
a ocorrência de acoplamento modal entre a parede e o compartimento, o isolamento sonoro diminui
significativamente [2]
54
55
4. Análise de incomodidade
4.1 Introdução
Neste capítulo são apresentados, para os três casos de estudo, os níveis de pressão sonora e
vibração registados na presença do ruído particular. Foram realizados três tipos de ensaios:
a) medição de espectros de níveis sonoros instantâneos em banda estreita; b) medição dos espectros
em bandas de terços de oitava de níveis sonoros contínuos equivalentes ponderados A, LA,eq;
c) medição dos espectros em banda estreita de níveis de vibração. As medições de espectros de
níveis sonoros em banda estreita tiveram como objectivo detectar ruídos cujas características tonais
pudessem não ser evidentes na análise em bandas de terço de oitava. Foram também analisados os
espectros dos níveis de ruído em bandas de terços de oitava para caracterizar o ruído particular em
termos de incomodidade de acordo com as metodologias regulamentares segundo as quais, em
edifícios de habitação, o ruído particular de equipamentos de utilização colectiva de edifícios não deve
exceder os seguintes limites:
LAR,nT ≤ 27 dB(A) – Equipamentos de funcionamento contínuo
LAR,nT ≤ 32 dB(A) – Equipamentos de funcionamento intermitente
O parâmetro LAR,nT é calculado, de acordo com o RRAE [N.6] através de
,0
2, 10log
Ar nT A eqT
TL L K
= + −
[dB (A)], (4.1)
onde LA,eq é o nível sonoro contínuo equivalente ponderado A, dado por
10
,
1010log
AL
ii
A eq
ii
t
Lt
=
∑∑
[dB (A)]. (4.2)
A constante K pretende traduzir as características tonais do ruído e, de acordo com o RGR [N.7],
assume o valor de 3 dB quando nível sonoro registado, em dB(A), numa dada banda de terços de
oitava, exceder os níveis registados nas bandas de terços de oitava adjacente em, pelo menos,
5 dB(A), valendo 0 dB nas restantes situações. Os parâmetros T0 e T2 assumem os significados
atribuídos no Capítulo 3 e correspondem, respectivamente, ao tempo de reverberação de referência e
ao tempo de reverberação do local de avaliação da incomodidade.
Os espectros de níveis sonoros em banda estreita foram registados com microfones Brüel e Kjær do
tipo BZ4165 ligados a um analisador de frequências Brüel e Kjær do tipo 2144. A análise em bandas
56
de terços de oitava, com cálculo dos níveis sonoros equivalentes, foi efectuada com o sonómetro da
Brüel e Kjær do tipo 2260 equipado com microfone da mesma marca do tipo 4189. Os espectros de
níveis de vibração foram obtidos com acelerómetros Brüel e Kjær do tipo 4381 ligados ao analisador
2144 sem recurso a qualquer amplificação de sinal, o que obrigou à medição de níveis de vibração
apenas em locais muito perto da fonte. Os espectros dos níveis de vibração serviram apenas para
comprovar as frequências em que a emissão sonora se efectuava com maior conteúdo energético.
Nas secções seguintes, são descritos, para cada caso de estudo, os ensaios realizados e são
analisados os resultados obtidos para a caracterização da incomodidade.
4.2 Edifício Santos Dumont – 8º B
4.2.1 Introdução
Neste fogo, o problema de ruído de baixa frequência (RBF) decorre do funcionamento dos
ventiladores existentes na cobertura. Na Figura 4.1 é apresentada uma planta com a identificação e
distribuição dos ventiladores de cobertura. Na Figura 4.2 é apresentada a planta dos fogos do 8º piso
com a posição relativa de cada ventilador relativamente aos compartimentos do fogo.
Figura 4.1 - Planta com distribuição e identificação dos ventiladores de cobertura.
57
Figura 4.2 - Planta das fracções autónomas correspondentes ao 8º A e 8º B do edifício Santos Dumont.
EA3
EA4
IS7
IS6
IS5
EA2
IS4
58
4.2.2 Espectros de níveis sonoros em banda estreita
Neste tipo de medição procedeu-se à aquisição dos níveis de pressão sonora para frequências
inferiores a 250 Hz através de microfones colocados junto a um canto dos compartimentos, próximo
do tecto, de modo a identificar todos os modos acústicos excitados pelo ruído particular (Figuras 4.3 e
4.4). Na Figura 4.5 são apresentadas, em planta, as posições de medição dos microfones para os
diferentes compartimentos analisados.
Com o objectivo de validar as medições efectuadas com o analisador de frequências B&K 2144,
optou-se por utilizar, em simultâneo, o sonómetro B&K 2260. Estas medições apresentaram alguma
dificuldade devido à necessidade de posicionamento dos microfones e sonómetro perto do tecto e,
principalmente devido à necessidade de iniciar o funcionamento de ambos os equipamentos em
simultâneo, causando o menor nível de ruído possível. Verificou-se que, o sonómetro não regista
médias aritméticas ou exponenciais de níveis instantâneos de pressão sonora, mas apenas níveis
Figura 4.3 - Medição de espectros de níveis sonoros na cozinha utilizando o analisador de dois canais B&K 2144.
Figura 4.4 - Medição espectros de níveis sonoros na cozinha utilizando o sonómetro B&K 2260
59
sonoros contínuos equivalentes, Leq (dB), os quais correspondem a médias energéticas, os espectros
obtidos com os dois equipamentos foram um pouco diferentes para medições de Leq efectuadas em
períodos de 15 segundos. Para medições de Leq com dois minutos de duração, os espectros obtidos
com o analisador de banda estreita e o sonómetro foram muito semelhantes. Nos três compartimentos
analisados foram medidos os espectros de R.B.F para nove situações distintas: todos os ventiladores
desligados; todos os ventiladores ligados; e finalmente, cada ventilador em funcionamento individual
(sete ventiladores de cobertura).
Figura 4.5 – Planta com posicionamento dos microfones para registo dos níveis sonoros na ausência e na presença de ruído particular.
60
4.2.2.1 Cozinha
Na Figura 4.6 são apresentados os espectros de níveis sonoros obtidos, para a cozinha, nos dois
canais do analisador B&K 2144, com todos os ventiladores desligados. Na Figura 4.7 apresentam-se
os espectros obtidos com todos os ventiladores ligados.
Figura 4.6 - Espectros de níveis sonoros medidos na cozinha com todos os ventiladores desligados.
Figura 4.7 - Espectros de níveis sonoros medidos na cozinha com todos os ventiladores em
funcionamento simultâneo.
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Canal A
Canal B
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Funcionamento simultâneo dos ventiladores -Envolvente superior
Envolvente inferior do ruído de fundo
61
Como se observa na Figura 4.7 e 4.8 quando se colocam todos os ventiladores em funcionamento
simultâneo, surgem picos do nível sonoro nos 100, 200 e 300 Hz que não surgiam no espectro do
ruído de fundo. Em geral, a partir dos 50 Hz, ocorre um aumento dos níveis sonoros quando se ligam
os ventiladores. De forma a aferir os efeitos de cada um dos ventiladores no aumento dos níveis de
pressão sonora, efectuou-se ainda a medição dos níveis sonoros com cada ventilador em
funcionamento isolado. Estes espectros podem ser consultados no Anexo 1. Nas Figuras 4.9 a 4.11
são apresentados os espectros dos níveis sonoros obtidos com os ventiladores EA2, EA3 e EA4 em
funcionamento isolado. Os ventiladores EA3 e EA4 são os que mais contribuem para os níveis
sonoros instalados na cozinha, o que decorre, naturalmente, da sua localização junto à courette de
ventilação da cozinha. O ventilador EA2 é o único que, actualmente, fica em funcionamento contínuo
durante a noite, sendo por isso, fundamental efectuar a análise do ruído que gera.
É interessante notar que o espectro de níveis sonoros obtidos com o ventilador EA2 em
funcionamento isolado é muito próximo do espectro de níveis sonoros de fundo, obtido com todos os
ventiladores desligados. Na Figura 4.8 são apresentados os espectros de níveis sonoros obtidos com
cada ventilador em funcionamento isolado, bem como, as envolventes máximas e mínimas destes
valores.
Figura 4.8 – Espectros de níveis sonoros obtidos, na cozinha, com todos os ventiladores desligados,
com cada ventilador em funcionamento isolado e todos os ventiladores em funcionamento simultâneo.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Funcionamento individual de cada ventilador
Envolvente superior para ventiladores em funcionamento isolado
Envolvente inferior para ventiladores em funcionamento isolado
Funcionamento simultâneo dos ventiladores- Envolvente superiorEnvolvente inferior de ruído de fundo
62
Figura 4.9 – Comparação dos espectros de níveis sonoros obtidos, na cozinha, com todos os
ventiladores em funcionamento simultâneo e com o ventilador EA2 em funcionamento isolado.
Figura 4.10 – Espectro de níveis sonoros obtido, na cozinha, com ventilador EA3 em
funcionamento isolado.
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Funcionamento simultâneo dos ventiladores - Envolvente superiorVentilador EA2 em funcionamento isolado: Canal A
Ventilador EA2 em funcionamento isolado: Canal B
Envolvente inferior do ruído de fundo
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Funcionamento simultâneo dos ventiladores - Envolvente superior
Ventilador EA3 em funcionamento isolado: Canal A
Ventilador EA3 em funcionamento isolado: Canal B
Envolvente inferior do ruído de fundo
63
Figura 4.11 - Espectro de níveis sonoros obtido, na cozinha, com ventilador EA4 em
funcionamento isolado.
4.2.2.2 Escritório
No escritório, as medições efectuadas de espectros de níveis de ruído fundo em banda estreita
apresentaram um erro que só foi detectado após a sua realização. Assim, para efectuar a análise de
incomodidade, consideraram-se os níveis de ruído de fundo obtidos numa medição realizada
previamente, com o mesmo equipamento, na fase de identificação dos modos acústicos dos
compartimentos.
Na Figura 4.12 são apresentados os espectros de níveis sonoros medidos, no escritório, com todos os
ventiladores em funcionamento simultâneo e com cada ventilador em funcionamento isolado. É ainda
apresentado o espectro de níveis de ruído de fundo. Ao contrário do que se observou na cozinha, a
amplitude da variação de níveis sonoros obtida com os diversos ventiladores em funcionamento
isolado é de apenas cerca de 10 dB, em média, sendo mais evidentes os picos do nível sonoro nas
frequências dos 50, 100 e 200 Hz, os quais parecem corresponder a desenvolvimentos harmónicos de
uma excitação nos 50 Hz. Exceptuando o pico dos 200 Hz, o qual só tem expressão em algumas
medições, nomeadamente com o ventilador EA3 em funcionamento isolado (Figura 4.13), os picos
dos 50 e 100 Hz são registados com qualquer dos restantes ventiladores. É também com o ventilador
EA3 em funcionamento isolado que se regista a maioria dos máximos de níveis sonoros. Isto acontece
porque este ventilador assegura a evacuação de fumos das cozinhas através de tubagens inseridas
numa courette localizada no interior da parede entre o escritório e a cozinha.
Na Figura 4.14 são apresentados os espectros de níveis sonoros medidos no escritório com o
ventilador EA2 em funcionamento isolado. Constata-se que praticamente não há variação
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Funcionamento simultâneo dos ventiladores -Envolvente superiorVentilador EA4 em funcionamento isolado: Canal A
Ventilador EA4 em funcionamento isolado: Canal B
64
relativamente ao ruído de fundo, o que era esperado tendo em conta os resultados obtidos para a
cozinha, cuja fachada apresenta um índice de isolamento sonoro significativamente inferior ao da
fachada do escritório. No entanto, os picos de nível sonoro nos 50, 100 e 200 Hz continuam a ser
identificáveis facilmente.
Figura 4.12 - Espectros de níveis sonoros obtidos, no escritório, com todos os ventiladores desligados,
com cada ventilador em funcionamento isolado e todos os ventiladores em funcionamento simultâneo.
Figura 4.13 - Espectro de níveis sonoros obtido, no escritório, com ventilador EA3 em
funcionamento isolado.
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Funcionamento individual de cada ventilador
Envolvente superior para ventiladores em funcionamento isoladoEnvolvente inferior para ventiladores em funcionamento isoladoFuncionamento simultâneo dos ventiladores - Envolvente superior
0
10
20
30
40
50
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0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Funcionamento simultaneo dos ventiladores - Envolvente superior
Ventilador EA3 em funcionamento isolado: Canal A
Ventilador EA3 em funcionamento isolado: Canal B
Envolvente inferior do ruído de fundo
65
Figura 4.14 - Comparação dos espectros de níveis sonoros obtidos, no escritório, com todos os
ventiladores em funcionamento simultâneo e com o ventilador EA2 em funcionamento
isolado.
4.2.2.3 Quarto
Na Figura 4.15 são apresentados os espectros dos níveis sonoros medidos, no quarto, com todos os
ventiladores em funcionamento simultâneo. Neste caso, não se apresenta o espectro do nível de ruído
de fundo por se ter constatado, após a realização das medições, já numa fase de análise de
resultados, que o arquivo de dados correspondentes terá sido, de alguma forma, corrompido.
Assim, optou-se, neste caso, por considerar a envolvente inferior dos espectros dos níveis sonoros
(Figura 4.16) obtidos com cada ventilador em funcionamento isolado como uma boa aproximação do
espectro dos níveis de ruído de fundo.
As Figura 4.15 e 4.16 revelam, mais uma vez, a presença de picos do nível sonoro nas frequências de
100, 200 e 300 Hz. Neste caso, observa-se também um forte conteúdo energético em torno dos
50 Hz, mas não é identificado um pico do nível sonoro exactamente sobre os 50 Hz, o que permite
concluir, em concordância com os espectros obtidos para o nível de ruído de fundo na cozinha, que os
ventiladores deverão apresentar uma frequência fundamental de vibração de 100 Hz com
desenvolvimentos harmónicos importantes nos 200 e 300 Hz. Além dos ventiladores, deverá existir
ainda outra fonte de ruído exterior com conteúdos energéticos importantes nos 40 Hz, a qual não foi
possível identificar. A única fonte sonora permanente identificada foi o tráfego automóvel rodoviário, na
Avenida dos Combatentes, a qual é normalmente caracterizada por apresentar picos sonoros entre os
80 e 125 Hz, e não nos 40 Hz. Também não é ruído eléctrico, cuja frequência fundamental são os
50 Hz, com harmónicas de maior importância nos 150 e 250 Hz.
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Funcionamento simultaneo dos ventiladores - Envolvente Superior
Ventilador EA2 em funcionamento isolado: Canal A
Ventilador EA2 em funcionamento isolado: Canal B
Envolvente inferior do ruído de fundo
superior
66
Figura 4.15 - Espectro dos níveis sonoros obtido, na suite, com todos os ventiladores
em funcionamento.
Figura 4.16 - Espectros de níveis sonoros obtidos, na suite, com todos os ventiladores desligados,
com cada ventilador em funcionamento isolado e todos os ventiladores em
funcionamento simultâneo.
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Canal A
Canal B
Envolvente inferior do ruído de fundo
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Funcionamento individual de cada ventilador
Envolvente Superior
Envolvente Inferior
Funcionamento simultâneo de todos os ventiladores
superior
inferior
67
A Figura 4.17 mostra que, apesar dos elevados níveis de isolamento sonoro obtido para a envolvente
da suite (Tabela 3.7 e 3.8), o ventilador EA2, que é o único em funcionamento nocturno e que se situa
no extremo oposto do edifício, sobre a fracção autónoma correspondente ao 8º A, conduz a níveis
sonoros nos 200 Hz próximos dos obtidos com todos os ventiladores em funcionamento simultâneo. O
mesmo aconteceu no escritório mas não na cozinha, onde se esperaria que os efeitos do ventilador
EA2 fossem mais significativos. A grande variação de nível sonoro registada, com um acréscimo de
cerca de 25 dB sobre os níveis sonoros nas frequências mais próximas dos 200 Hz, indica uma
tonalidade muito acentuada que aumenta a sensação de incomodidade.
Figura 4.17 - Comparação dos espectros de níveis sonoros obtidos, na suite, com todos os
ventiladores em funcionamento simultâneo e com o ventilador EA2 em funcionamento
isolado.
Na figura 4.18 são apresentados os espectros de níveis sonoros obtidos com o ventilador EA4, o qual
está significativamente mais próximo do suite do que o ventilador EA2. Conclui-se que os níveis
sonoros aumentam significativamente nos 100 Hz, existindo também uma maior excitação dos modos
acústicos associados às frequências de 84 e 115 Hz (ver Figura 3.27). Nos 200 Hz, o pico do nível
sonoro obtido é significativamente inferior ao obtido com o ventilador EA2. Estas observações
introduzem a necessidade de considerar a possibilidade de os ventiladores não serem todos iguais.
Esta possibilidade é reduzida, uma vez que, o número de pisos servidos por cada ventilador é idêntico
e também porque todos os ventiladores considerados servem apenas para a exaustão de gases
resultantes de combustão de esquentadores e caldeiras. Não foi possível, no local, recolher
informações sobre as características dos ventiladores, nomeadamente a sua potência e velocidade
máxima de rotação.
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador EA2 em funcionamento individual: Canal A
Ventilador EA2 em funcionamento individual: Canal B
Envolvente inferior do ruído de fundo
Funcionamento simultâneo dos ventiladores - Envolvente Superiorsuperior
68
Figura 4.18 - Espectro de níveis sonoros obtido, na suite, com todos os ventiladores em
funcionamento simultâneo e com o ventilador EA4 em funcionamento isolado.
4.2.3 Avaliação dos níveis de LA,eq e tonalidade
4.2.3.1 Níveis de LA,eq
As medições do nível sonoro contínuo equivalente foram efectuadas apenas nas duas divisões do
8º B identificadas pela proprietária como zonas de maior incomodidade. As medições foram
efectuadas em pontos dos compartimentos correspondentes a posições frequentes dos ocupantes,
nomeadamente à secretária, no escritório, e na cama, na suite. Em ambos os casos, o sonómetro foi
colocado perto daquela que seria a posição dos ouvidos. Além destes pontos, foram considerados
outros dois na diagonal da sala. Os níveis LA,eq foram medidos com todos os ventiladores desligados,
com todos os ventiladores em funcionamento simultâneo e com o ventilador EA2 em funcionamento
isolado. Houve a preocupação de efectuar a campanha de ensaios a uma hora em que os níveis de
ruído fossem baixos. As medições foram efectuadas num Domingo, entre as 07:23 h e as 08:15 h, de
modo a garantir baixos níveis de ruído de fundo.
Uma vez que as medições de LA,eq são efectuadas durante períodos de tempo largos, a probabilidade
de serem afectadas por ocorrências particulares de ruídos exteriores é elevada. Assim, é fundamental
neste tipo de medições, registar todos os eventos, tais como sobrevoos de aviões ou passagens de
composições ferroviárias. Assim, sempre que ocorre algum ruído inesperado, a medição foi reiniciada
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Funcionamento simultâneo dos ventiladores - Envolvente Superior
Ventilador EA4 em funcionamento isolado: Canal A
Ventilador EA4 em funcionamento isolado: Canal B
Envolvente inferior do ruído de fundo
superior
69
ou recorre-se à ferramenta de back erase do sonómetro, a qual faz a devida correcção do sinal
apagando a parte de ruído indesejada.
Na Tabela 4.1 apresentam-se os níveis sonoros contínuos equivalentes ponderados A obtidos no
escritório e na suite. Observa-se um pequeno aumento do nível sonoro quando, estando todos os
ventiladores inicialmente desligados, o ventilador EA2 é ligado. Existe ainda um aumento de apenas
cerca de 2 dB entre a situação em que todos os ventiladores estão desligados e a situação em que
todos estão ligados. Os aumentos são mais acentuados se observarmos o nível sonoro equivalente
linear, Leq (não ponderado). Uma vez que grande parte do conteúdo energético se situa em
frequências até aos 400 Hz, a utilização do filtro A subavalia o conteúdo energético total.
No caso da suite, ao contrário do esperado obteve-se um maior nível de ruído Leq com todos os
ventiladores desligados do que com o ventilador EA2 em funcionamento isolado. Tal deve-se
provavelmente a um nível elevado de ruído de fundo nas bandas de terços de oitava mais baixas da
terceira posição de medição, como se comprova pelo facto de esta diferença não ser perceptível com
a aplicação da ponderação A.
Tabela 4.1 - Valores de níveis de LA,eq e Leq das medições efectuadas no escritório e suite
Posição de medição 1 2 3 Média
Divisão Estado dos ventiladores
LA[dB(A)] LL(dB) LA[dB(A)] LL(dB) LA[dB(A)] LL(dB) LA,eq [dB(A)]
Leq [dB]
Escritório
Todos desligados
21,1 48,7 21,0 48,8 22,3 48,6 21,51 48,7
Todos ligados
24,0 53,5 24,4 53,8 23,9 53,9 24,11 53,7
EA2 ligado 22,3 52,3 23,2 51,1 21,3 51,0 22,34 51,5
Suite
Todos desligados
22,8 52,6 21,1 52,3 22,6 56,6 22,23 54,3
Todos ligados
24,3 59,4 25,0 59,4 24,5 58,7 24,61 59,2
EA2 ligado 21,4 53,0 23,0 52,8 23,1 51,2 22,57 52,4
70
4.2.3.2 Tonalidade do ruído
Quando estão em funcionamento simultâneo todos os ventiladores, os resultados obtidos permitem
afirmar que o ruído medido, em ambas as divisões, apresenta características claramente tonais,
nomeadamente na banda de terços de oitava centrada nos 200 Hz. Observou-se ainda que, com
todos os ventiladores desligados, o espectro não apresentava características tonais. Considerando
apenas o ventilador EA2 em funcionamento isolado, o ruído não apresenta, à luz do RGR [N.7],
características tonais, ainda que ocorram aumentos com algum significado do nível sonoro em
algumas bandas de terços de oitava. No escritório, por vezes, com todos os ventiladores desligados
ou estando apenas o ventilador EA2 em funcionamento isolado, em algumas posições de medição
obteve-se um espectro com tonalidade evidente na banda de terços de oitava dos 50 Hz. Tal pode
dever-se, como foi referido anteriormente, a ruído de fundo com outra origem, de cariz permanente,
por exemplo, ruído de rede eléctrica.
É importante notar que ainda que nas medições em banda estreita se observem características
claramente tonais nas frequências de 100, 200 e 300 Hz, em geral, ao fazer a medição em terços de
oitava, ou a simples conversão dos espectros em banda estreita para bandas de terços de oitava,
estas características podem desaparecer. Na Tabela 4.2, são apresentadas as frequências para as
quais se verificou a existência de tonalidade dos espectros obtidos após conversão dos espectros
obtidos com o analisador de dois canais em banda estreia para bandas terços de oitava com
aplicação de ponderação A.
Tabela 4.2 – Tonalidade do ruído verificada para medições efectuadas com o analisador B&K 2144.
Ventilador em funcionamento Escritório (Hz) Suite (Hz)
IS4 30;50 100
IS5 50 N/A
IS6 50 N/A
IS7 100 100;200
EA2 50 N/A
EA3 50;100;200 N/A
EA4 50;100 100
71
4.2.3.3 Níveis de LAr,nT
Na Tabela 4.3 apresentam-se os níveis de LAr,nT estimados a partir do índice LA,eq previamente
recolhido com o sonómetro B&K 2260. Foi ainda tido em conta o parâmetro I, o qual, de acordo com o
RRAE [N.6] tem em conta a incerteza das medições efectuadas in situ.
Tabela 4.3 - Níveis de LAr,nT obtidos para a suite e escritório.
Divisão Estado dos ventiladores
LA,eq [db(A)]
K (tonalidade) [dB(A)]
T - 10 log (T/T0)
(T0=0,5s)
I LAr,nT
[(dB (A)]
Escritório
Todos ligados
24,1 +3 ≈0,6 -0,8 -3 23,3
EA2 ligado 22,3 +3 ≈0,6 -0,8 -3 21,5
Suite Todos
ligados 24,6 +3 ≈0,4 +1,0 -3 25,6
EA2 ligado 22,6 0 ≈0,4 +1,0 -3 20,5
Note-se que, de acordo com o RGR [N.7], um aumento, relativamente ao ruído de fundo, contínuo
equivalente ponderado A provocado por fontes de ruído exterior, durante a noite, não pode exceder
2 dB(A). Note-se ainda que no escritório, quando o ventilador EA2 funciona isoladamente, o aumento
do nível sonoro contínuo equivalente ponderado A é absolutamente marginal, valendo apenas
0,8 dB(A). Finalmente, mesmo extrapolando aos edifícios a regras de avaliação da incomodidade do
RGR [N.7], observe-se que no quarto, mantendo apenas o ventilador EA2 em funcionamento, os
níveis de ruído instalados não seriam passíveis de configurar uma situação de incomodidade.
O nível mais elevando de LAr,nT foi obtido na suite (25,6 dB), este nível de ruído está ainda dentro do
limite regulamentar, de 27 dB, mas representa um aumento de 5,4 dB(A) relativamente ao ruído de
fundo.
4.2.3.4 Classificação dos compartimentos quanto ao ruído
A classificação dos compartimentos quanto ao nível de ruído existente foi efectuada, com base nas
metodologias descritas no final do Capítulo 2, por comparação dos espectros de Leq (dB) com as
curvas de classificação LFRC. Nas Figuras 4.19 e 4.20 são apresentadas as classificações obtidas
para o escritório e para a suite. uma destas classificações. A classificação LFRC foi atribuída em
intervalos conservadores de 5 dB para os espectros de Leq obtidos com o sonómetro B&K 2260
(Tabela 4.4). Para os espectros instantâneos obtidos com o analisador B&K 2144 (Tabela 4.5) a
72
classificação LFRC foi atribuída por interpolação, com andamento à unidade. Na Tabela 4.4 são ainda
apresentadas as classificações LFRC obtidas para o escritório e a suite com base nos espectros dos
níveis máximos obtidos em modo de integração rápida (Lmax).
Tabela 4.4 – Classificações LFRC do escritório e suite.
Divisão Estado dos ventiladores Leq (dB) Lmax (dB)
Escritório Todos desligados LFRC-25 LFRC-30
Todos ligados LFRC-25 LFRC-30
EA2 ligado LFRC-25 LFRC-30
Suite
Todos desligados LFRC-25 LFRC-35
Todos ligados LFRC-30 LFRC-40
EA2 ligado LFRC-30 LFRC-35
No caso do escritório a classificação do compartimento não sofre qualquer variação em função do
estado dos ventiladores. No caso da suite, ocorre um pequeno aumento do um nível de classificação
quando se valoram todos os ventiladores em funcionamento simultâneo. No caso do ventilador EA2
em funcionamento isolado, só se verifica este aumento de classificação para o parâmetro Leq.
Na tabela 4.5 são apresentadas as classificações LFRC obtidas, para o escritório e suite, com cada
ventilador em funcionamento isolado.
Tabela 4.5 – Classificações LFRC do escritório e suite para cada ventilador em funcionamento isolado.
Compartimento IS4 IS5 IS6 IS7 EA2 EA3 EA4
Escritório LFRC-30 LFRC-27 LFRC-25 LFRC-27 LFRC-24 LFRC-31 LFRC-25
Suite LFRC-23 LFRC-22 LFRC-23 LFRC-25 LFRC-26 LFRC-35 LFRC-25
As classificações LFRC com os ventiladores EA3 e são, nos dois compartimentos, as mais elevadas.
Em geral, o escritório é mais ruidoso do que a suite. No entanto, a classificação mais elevada (LFRC-
35) é obtida na suite em consequência do funcionamento do ventilador EA3 (sobre a cozinha e
escritório). O ventilador IS4, o qual está muito afastado da habitação, assume alguma importância nos
níveis de ruído do escritório, obtendo uma classificação LFRC-30. Em ambos os compartimentos, a
73
classificação LFRC obtida com o ventilador EA2 é das mais baixas.
As Figuras 4.19 e 4.20 mostram que o critério proposto por Inukai [15], para o limiar de incomodidade,
descrito no Capítulo 2, não é atingido em nenhuma das medições efectuadas. Verifica-se que o limiar
de audibilidade é excedido em menos de 10 dB para bandas de terços de oitava inferiores a 125 Hz.
Figura 4.19 - Classificação LFRC obtida, no escritório, com todos os ventiladores em
funcionamento simultâneo.
Figura 4.20 - Classificação LFRC obtida, na suite, com todos os ventiladores em
funcionamento simultâneo
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250
Lp (dB)
f (Hz)
limiar de
audibilidade
30 fones
LFRC-20
LFRC-25
Inukai
Leq
Lmax
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250
Lp (dB)
f (Hz)
limiar de
audibilidade30 fones
LFRC-20
LFRC-25
LFRC-35
LFRC-40
Inukai [15]
Leq
74
4.2.4 Níveis de vibração nos ventiladores
O espectro dos níveis de vibração nos ventiladores presentes na cobertura foi obtido conforme se
ilustra na Figura 4.21, colocando o acelerómetro sobre a canópia do ventilador utilizando cera de
abelha para garantir a aderência. Os espectros dos níveis de vibração (aceleração) foram registados
para cada ventilador em funcionamento isolado, em medições com duração total de 15 segundos.
Foram efectuadas três a quatro leituras por ventilador, as quais se destinaram avaliar a variabilidade
espacial e temporal dos resultados. Em geral, os níveis de vibração obtidos foram aproximadamente
idênticos de leitura para leitura, o que indica que espectro de vibração obtido é representativo.
Figura 4.21 – Procedimento de medição dos níveis de vibração nos ventiladores
existentes na cobertura.
Nas Figuras 4.22 a 4.25 são apresentados os espectros de vibração obtidos para os ventiladores EA3,
EA4, IS6 e IS7, respectivamente. O ventilador EA3 introduz um pico de vibração nos 100 Hz (115dB),
com desenvolvimentos harmónicos nos 200 Hz (110dB), 300 Hz (96 dB) e 400 Hz (88 dB).um pico
bastante elevado nos 200 Hz (110 dB).
Uma vez que os picos de nível sonoro detectados nos compartimentos analisados ocorrem nas
frequências de 100, 200 e 300 Hz, prova-se que são provocados por excitação estrutural, dos
75
ventiladores sobre os pavimentos e paredes. Na generalidade dos ventiladores analisados foram
identificados picos de vibração nas frequências de 84 e 116 Hz, os quais têm maior expressão nos
ventiladores EA3 e EA4, os quais devem estar associados a ressonâncias do sistema de apoio e
enclausuramento dos ventiladores. Esta “assinatura” específica também foi identificadas em algumas
medições de ruído (visível por exemplo na Figura 4.15 ou 4.18).
Figura 4.22 – Espectro de níveis de vibração medidos no ventilador EA3.
Figura 4.23 – Espectro de níveis de vibração medidos no ventilador EA4.
10
30
50
70
90
110
0 50 100 150 200 250 300 350 400
La (dB)
f (Hz)
Medições 1 a 4
Vibração de fundo
40
50
60
70
80
90
100
110
120
0 50 100 150 200 250 300 350 400
La (dB)
f (Hz)
Medição 1 a 4
Vibração de Fundo
115 Hz 216 Hz
115 Hz 84 Hz
76
Figura 4.24 - Espectro de níveis de vibração medidos no ventilador IS6.
Figura 4.25 - Espectro de níveis de vibração medidos no ventilador IS7.
40
50
60
70
80
90
100
110
120
0 50 100 150 200 250 300 350 400
La (dB)
f (Hz)
Medições 1 a 3
Vibração de fundo
10
30
50
70
90
110
130
0 50 100 150 200 250 300 350 400
La (dB)
f (Hz)
Medições 1 a 3
Vibração de fundo
116 Hz
77
4.3 Edifício Santos Dumont – R/C - D
4.3.1 Introdução
Neste caso, a medição de LA,eq era mais complicada porque a fonte de ruído causadora de
incomodidade (portão de garagem) tem funcionamento não regular. Por outro lado, durante a noite, a
utilização do portão é muito reduzida e, como tal, ainda que o nível sonoro obtido seja elevado, a
contribuição do ruído de fundo no restante período é preponderante.
Durante o dia, a utilização do portão de garagem é mais frequente. No entanto, o elevado nível de
ruído de fundo não permite distinguir a utilização do portão em termos de LA,eq. Assim, optou-se, na
sala do R/C – D do Edifício Santos Dumont, por medir apenas espectros em banda estreita de níveis
sonoros na sala na presença e na ausência de ruído particular.
Foram ainda medidos os espectros dos níveis de vibração no tecto da sala e na parede de separação
entre a zona de acesso à garagem e a sala.
4.3.2 Espectros de R.B.F em banda estreita
Na Figura 4.26 é apresentada a envolvente dos espectros de níveis sonoros medidos junto a um canto
superior da sala com recurso ao analisador de frequências B&K 2144. Foram efectuadas 8 leituras,
para as quais se obteve, nas frequências mais baixas uma boa repetibilidade.
Figura 4.26 – Envolventes de níveis sonoros num canto superior da sala.
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Envolvente superior do ruído particular
Envolvente inferior do ruído particular
78
O espectro dos níveis de ruído de fundo não difere significativamente dos espectros obtidos com o
portão em funcionamento. Observaram-se picos importantes de nível sonoro nos 21 Hz e em torno
dos 65 Hz. Curiosamente, é possível, também aqui, identificar picos nas frequências de 100 Hz e
200 Hz, os quais não surgem no ruído de fundo.
4.3.2 Tonalidade do ruído e classificação da sala
Na Figura 4.27 é apresentada uma comparação entre os limites de incomodidade descritos no
Capítulo 2 e a envolvente superior dos espectros de níveis sonoros obtidos com o portão da garagem
em funcionamento. Constata-se que a sala obtém uma classificação LFRC-40, condicionada pelo
nível de ruído na banda de terços de oitava centrada nos 250 Hz. Esta classificação e o nível sonoro
nessa banda de frequências revelam a incomodidade dos ocupantes. Apesar do nível sonoro na
banda de terços de oitava de 63 Hz não condicionar a classificação da sala em termos de ruído, é ai
que se observam características tonais mais evidentes, as quais, de acordo com o RGR [N.7]
conduzem a uma penalização do nível sonoro contínuo equivalente ponderado A de 3 dB(A).
.
Figura 4.27 – Comparação da envolvente superior dos espectros dos níveis sonoros obtidos com o
portão de garagem em funcionamento com os limites de incomodidade.
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250
Lp (dB)
f (Hz)
limiar de audibilidade
30 fones
LFRC-35
LFRC-40
Inukai [15]
Envolvente superior do ruído particular
79
4.3.3 Níveis de vibração na parede de separação entre a
sala e a garagem
Na Figura 4.28 são apresentados os espectros do nível de aceleração medidos em dois pontos da
face interior da parede de separação entre a sala e a garagem. Observa-se que os picos do nível de
vibração ocorrem, na sua generalidade, em frequências idênticas às frequências em que se
registaram os picos de nível sonoro (Figura 4.26).
Figura 4.28 - Espectro de níveis de vibração na de separação entre a sala e a garagem.
Parece assim existir uma boa correlação entre os campos de vibração da parede e o campo sonoro
da sala. Desta forma, apesar dos elevados níveis de ruído de fundo, conclui-se que o campo sonoro
na sala é totalmente condicionado pela vibração induzida pelo mecanismo do portão de garagem na
parede de separação.
4.4 Parque das Nações – 8ºB
4.4.1 Introdução
No edifício do Parque das Nações foram medidos apenas os espectros do nível sonoro contínuo
equivalente Leq e LA,eq no quarto, na ausência e na presença do ruído particular gerado pela máquina
de secar roupa. Com base no nível LA,eq obtido na presença de ruído particular e tendo em conta as
características de tonalidade do espectro, foi calculado o nível LAr,nT..
20
25
30
35
40
45
50
55
60
0 50 100 150 200 250
La (dB)
f (Hz)
80
4.4.2 Níveis LA,eq
As medições dos espectros de LA,eq foram efectuadas durante um fim de semana, com o objectivo de
registar níveis mais baixos de ruído de fundo. No entanto, como se observa na Tabela 4.6 os níveis de
LA,eq com a máquina de secar ligada ou desligada diferem apenas 1,5 dB. Se a análise for efectuada
em termos de Leq, o aumento do nível sonoro resultante do funcionamento da máquina de secar é de
apenas 0,4 dB, no entanto, se forem consideradas apenas as posições de medição 1 e 2, obtém-se
um aumento de 2,8 dB, de 54,7 para 57,5 dB. Este crescimento é compatível com os 2,3 dB(A)
obtidos considerando apenas as posições de medição 1 e 2.
Tabela 4.6 – Níveis de LA,eq e Leq obtidos na presença e na ausência do ruído particular da
máquina de secar roupa.
Posição de medição 1 2 3 Média
Divisão Estado do secador
LA,eq
[dB(A)]
Leq
(dB)
LA,eq
[dB(A)]
Leq
(dB)
LA,eq
[dB(A)]
Leq
(dB)
LA,eq
[dB(A)]
Leq
(dB)
Quarto
Desligado 27,7 53 28,9 51,5 28,3 61,9
28,4 56,8 29,3 56 27,9 58,3 28 59,8
Ligado 28,5 59,2 32,7 56,3 31,6 55,7
29,9 57,2 29,3 56,9 28,5 57,5 28,5 57,5
4.4.2 Níveis LAr,nT
Na Tabela 4.7 é apresentado o cálculo dos níveis LAr,nT obtidos com a máquina de secar em
funcionamento. Como se observa na Figura 4.29, na qual se apresentam os espectros em bandas de
terços de oitava dos níveis sonoros contínuos equivalente LA,eq, não há lugar a qualquer correcção
devida às características tonais do ruído. Quer se considerem os níveis médios de LA,eq ou os valores
máximos desse nível obtidos nas diferentes medições, os níveis LAr,nT correspondentes não excedem
o valor máximo admissível para equipamentos colectivos em funcionamento intermitente. De qualquer
modo, o equipamento em causa é de utilização individual e causa incómodo apenas na fracção
autónoma onde está instalado, pelo que não se aplica o limite regulamentar. A análise de
81
incomodidade ficaria mais completa e permitiria obter conclusões mais objectivas relativamente ao
campo sonoro de baixa frequência instalado no quarto se tivesse sido possível medir os espectros em
banda estreita dos níveis sonoros na ausência e na presença do ruído particular. Infelizmente, na data
possível para a realização das medições neste apartamento o analisador B&K 2144 não estava
disponível para utilização.
Tabela 4.6 – Níveis de LA,eq e Leq obtidos na presença e na ausência do ruído particular da
máquina de secar roupa.
LA,eq
[dB(A)]
K
(tonalidade)
T
(s)
- 10 log (T/T0)
(T0 = 0,5 s)
I LAr,nT
[dB (A)]
Média 29,9 0 ≈0,3 +2,2 -3 29,1
Máximo 32,7 0 ≈0,3 +2,2 -3 31,9
Figura 4. 29 – Espectro dos níveis sonoros contínuos equivalente obtidos em bandas de terços de
oitava, para uma das posições de medição no quarto.
0
5
10
15
20
25
30
25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250
LA,eq [dB(A)]
f (HZ)
Níveis LAeq
82
4.5 Conclusões
Uma vez caracterizado o desempenho acústico da envolvente dos locais analisados, foi efectuada
uma análise dos campos sonoros instalados com o objectivo de avaliar a ocorrência de uma efectiva
incomodidade dos ocupantes. Para tal, foram seguidos os critérios regulamentares de avaliação da
incomodidade, baseados em níveis sonoros contínuos equivalentes ponderados A, e outros critérios
baseados em níveis sonoros contínuos equivalentes não ponderados ou na análise de espectros
instantâneos, em banda estreita, de níveis de pressão sonora e de aceleração.
As medições efectuadas no edifício Santos Dumont revelaram, para as frequências de 100, 200 e
300 Hz, conteúdos energéticos importantes associados à vibração dos ventiladores de cobertura. Foi
possível observar que os espectros de nível sonoro medidos nos compartimentos da fracção
autónoma correspondente ao 8ºB apresentavam picos nas mesmas frequências, os quais não
ocorriam nos espectros de níveis de ruído de fundo. Estes picos de nível sonoro, em geral inferiores a
50 dB, apresentam características tonais muito acentuadas, com diferenças relativamente às
frequências mais próximas de cerca de 10 a 20 dB. Estas características tonais são ainda observadas
nas análises efectuadas em bandas de terços de oitava com níveis LA,eq. No entanto, mesmo com a
correcção de tonalidade, os níveis LAr,nT obtidos para a suite e escritório respeitam o limite
regulamentar. Concluiu-se que, tal como descrito nos casos de estudo referidos no Capítulo 2 [6, 7], a
ponderação A não deve ser aplicada em baixas frequências. Pelo contrário, nesta gama de
frequências deve recorrer-se a espectros de níveis sonoros não ponderados, os quais devem ser
comparados com critérios de incomodidade tais como o limiar de audibilidade, a isofónica de 30 fones,
o limiar de incomodidade proposto por Inukai [15] ou as curvas de classificação do ruído no interior
dos compartimentos (LFRC). Neste caso, em que existem queixas sérias relativas a incomodidade por
ruído e vibração de baixa frequência, a máxima classificação LFRC obtida foi LFRC-35 para o
ventilador EA3, o qual, actualmente, não funciona no período nocturno. Durante a noite, o único
ventilador em funcionamento é, de acordo com a actual programação, o ventilador EA2, com o qual se
obteve LFRC-26. Para esta classificação, o espectro do nível sonoro só começa a diferir
significativamente do limiar de audibilidade para frequências superiores a 100 Hz. Os espectros de
nível sonoro obtidos situaram-se, em geral, pouco acima do limiar de audibilidade, exceptuando-se o
pico do nível sonoro observado na banda de terços de oitava de 200 Hz, o qual condicionou a
classificação dos compartimentos. Convém salientar que, mesmo para esta banda de frequências, o
nível sonoro não atingiu o limiar de incomodidade proposto por Inukai [15]. Como conclusão final, o
caso de estudo do ruído gerado por ventiladores de cobertura parece sugerir que a correcção da
tonalidade poderia ser mais severa e baseada numa análise do espectro de níveis sonoros em banda
estreita.
No caso de estudo do ruído gerado pelo mecanismo do portão de garagem, a análise de
83
incomodidade efectuada com base na envolvente superior dos espectros dos níveis sonoros obtidos
na presença do ruído particular mostrou que estes excedem, nas bandas de terços de oitava de 200 e
250 Hz, o limiar de incomodidade proposto por Inukai [15], situando-se, para bandas de terços de
oitava superiores a 50 Hz entre 10 a 20 dB acima do limiar de audibilidade. Curiosamente, neste caso,
pelas razões anteriormente expostas relativas à duração do ruído particular e ao compartimento onde
este se faz sentir, o desconforto dos ocupantes é tolerado, não gerando situações de desgaste
psicológico. Pelo contrário, o caso do ruído gerado pelos ventiladores de cobertura, cuja
incomodidade parece ser menos grave, o desgaste causado à proprietária da fracção autónoma tem
sido muito acentuado, porventura devido às características de tonalidade do ruído referidas
associadas à sua duração de carácter permanente.
No caso de estudo do ruído gerado no interior de uma fracção autónoma por uma máquina de secar
roupa, onde apenas foi possível efectuar medições de Leq e LA,eq, concluiu-se que, extrapolando os
limites regulamentares colocados aos equipamentos colectivos, não haveria razões para a ocorrência
de uma situação da incomodidade.
Em resumo, concluiu-se que, do ponto de vista regulamentar, não foi identificada incomodidade em
nenhum dos casos analisados. No entanto, não é essa a opinião dos ocupantes, pelo que é
necessário mais trabalho de investigação na caracterização dos parâmetros causadores de
incomodidade por ruído e vibração de baixa frequência.
84
85
5. Conclusões
5.1 Síntese dos trabalhos realizados e suas
conclusões
Uma vez que o objectivo primordial deste trabalho era a discussão da adequabilidade dos métodos
regulamentares existentes para a avaliação da incomodidade por vibração e ruído gerados por
equipamentos mecânicos, em particular na gama das baixas frequências, foi, numa primeira fase,
efectuada uma resenha do conhecimento actual relativo a esta temática. A conclusão mais importante
dessa recolha de informação pode ser traduzida pela Figura 2.5 [13], na qual é claro o pequeno
aumento do nível sonoro necessário, nas baixas frequências, para gerar incomodidade.
Daí resultaram curvas de classificação de ruído em compartimentos (LFRC [14]), as quais penalizam
as frequências mais baixas, e critérios de incomodidade, como o proposto por Inukai [15], que se
aproximam do limiar de audibilidade à medida que a frequência diminui (Figura 2.6). Foi com base
nestes critérios de incomodidade que foram efectuadas, numa fase posterior da dissertação, as
comparações com os métodos regulamentares.
Numa segunda fase, com o objectivo de garantir que os casos de estudo analisados não
correspondiam a situações de incomodidade decorrentes de insuficiência de isolamento sonoro da
envolvente dos locais, foram efectuados ensaios de verificação dos isolamentos sonoros de paredes
interiores e de fachadas.
Tratando-se de edifícios com estrutura em betão armado, o isolamento sonoro dos pavimentos, além
de, em geral, não constituir o caminho da transmissão directa do ruído, não condiciona a transmissão
sonora por via marginal devido à massa significativa dos pavimentos.
Os resultados dos ensaios revelaram que, em todos os casos de estudo, o índice de isolamento
sonoro padronizado das paredes interiores é superior a 40 dB e que, em geral, as fachadas
apresentam valores elevados do índice de isolamento sonoro padronizado, D2m,nT, exceptuando-se
apenas a cozinha do fogo do último piso do Edifício Santos Dumont, onde o limite regulamentar de
33 dB para zonas mistas não é satisfeito devido à abertura para admissão directa de ar na fachada
Nesta fase do trabalho foram ainda efectuadas medições para identificação dos modos acústicos dos
compartimentos receptores no 8ºB do edifício Santos Dummont. Estas medições mostraram que os
modos (0,1,1) e (1,2,0) no escritório e na suite ocorrem em frequências próximas dos 85 e 115 Hz.
Esta informação permitiu constatar, numa fase posterior, que os picos de nível sonoro registados
nessas frequências com os ventiladores em funcionamento não decorriam das frequências de
86
excitação, mas sim da amplificação da resposta modal dos compartimentos em frequências próximas
da frequência de excitação, a qual parece situar-se nos 100 Hz, com desenvolvimentos harmónicos
importantes nos 200 e 300 Hz.
Foram também efectuadas medições de ruído de fundo nos compartimentos com vista à eliminação,
na fase de análise do ruído particular, dos efeitos causados por outras fontes de ruído externas.
Concluiu-se que, no caso do edifício Santos Dumont, ocorriam, em ambas as fracções autónomas
analisadas, picos de nível sonoro nas bandas de terços de oitava de 200 a 250 Hz. Não foi possível
identificar nenhuma fonte externa de ruído com conteúdos energéticos significativos nestas bandas de
frequências, além do tráfego rodoviário, o qual apresenta, em geral, maior conteúdo energético nas
bandas de oitava de 63 a 250 Hz. Assim, o pico de nível de ruído de fundo detectado deverá decorrer
dos elevados níveis de ruído de tráfego rodoviário nessa zona, associados à ocorrência da frequência
de coincidência das fachadas em bandas de terços de oitava entre os 160 e os 200 Hz.
No caso do edifício do Parque das Nações, não foi possível recolher dados sobre o desempenho
acústico da fachada, não tendo sido, por isso, possível identificar a fonte responsável pelo pico do
nível de ruído de fundo observado na banda de terços de oitava de 80 Hz. No entanto, é possível que
essa fonte continue a ser o tráfego rodoviário.
Na terceira fase da dissertação, foi efectuada uma análise da incomodidade dos ocupantes, sendo
dada particular atenção à verificação da adequabilidade do método regulamentar de avaliação da
incomodidade, baseado no nível sonoro contínuo equivalente padronizado de avaliação do ruído
particular LAr,nT.
Em todos os casos de estudo, a aplicação do método regulamentar conduziu a níveis de avaliação
LAr,nT inferiores aos níveis admissíveis, os quais seriam aplicáveis, no entanto, apenas no edifício
Santos Dumont. No edifício do Parque das Nações, onde a fonte sonora causadora de incomodidade
se situava no interior da fracção autónoma, o RRAE [N.6] não seria aplicável. Confirma-se assim, com
base nas queixas existentes nos três casos de estudo que, de facto, o método regulamentar de
avaliação de incomodidade não é adequado quando as fontes sonoras apresentam elevados
conteúdos energéticos de baixa frequência.
Com o objectivo de confirmar a incomodidade dos ocupantes foram efectuadas, no edifício Santos
Dumont, medições de espectros em banda estreita de níveis sonoros e de aceleração, os quais
mostraram uma boa correlação entre si, evidenciando picos de nível sonoro que conferem ao ruído
particular características tonais extremamente acentuadas nos 100 e 200 Hz. Assim, é pertinente
questionar se a correcção de tonalidade regulamentar será suficiente?
87
5.2 Trabalhos futuros
A presente dissertação parece confirmar que o actual método para avaliação da incomodidade
provocada por equipamentos mecânicos dos edifícios, os quais têm, em geral, conteúdos energéticos
significativos de baixa frequência, não é adequado.
A completa confirmação desta conclusão preliminar obriga à realização, nestes locais de estudo e
noutros, de todas as medições aqui descritas, as quais, no presente trabalho, não puderam ser
efectuadas na sua totalidade, quer devido às condicionantes de disponibilidade de equipamento, quer
ao tempo disponível para ocupação dos locais.
Além da extensão da campanha de medições, é agora fundamental fazer acompanhar os resultados
experimentais de previsões numéricas ou analíticas dos campos sonoros instalados nos
compartimentos, com o objectivo de compreender de forma mais aprofundada os fenómenos físicos
envolvidos.
88
89
6. Referências
6.1 Livros, artigos e comunicações
[1] - B J Smith; R J Peters; S Owen; Acoustics and noise control ; 2nd edition, Longman, 1996;
[2] - Neves e Sousa, A.; “Low frequency Impact Sound Transmission in Dwellings”; Tese de
Doutoramento, The University of Liverpool, 2005;
[3] - Mathys, J; “Low frequency noise and acoustical standards”; Applied acoustics, volume 40 (3),
páginas 185 – 199, 1993;
[4] - Berglund, B., Hassmen, P., Job, R. F. S., “Sources and effects of low-frequencyNoise.”; Journal of
the Acoustical Society of America, volume 99, nº 5, páginas 2985 – 3002, 1996;
[5] - K. Person & R. Rylander; “Disturbance from low frequency noise in the environment: A survey
among the local environmental health authorities in Sweden”; Journal of Sound and Vibration,
volume 121(2), páginas 339 – 345, 1988;
[6] - Asselineu M. (1999); “Low Frequency Noise in dwellings: Case studies”, Proceedings of the 6th
International Congress on Sound and Vibration, páginas 249 – 256; Copenhaga, Dinamarca;
[7] - Broner, N.; “The effects of low frequency noise on people: A review.” Journal of Sound Vibration
volume 58, páginas 483 – 500, 1978a;
[8] - Sato, T. “Study on the neighborhood noise control of apartment houses in Sapporo”; Journal of
Sound and Vibration, páginas 529 – 534, 1991;
[9] - Yamada, S; Ikuji, M ; Fujikata, S.: “Sensation of low frequency noise of deaf persons”,
Comunicações do Inter-Noise 83, páginas 823-826, (1983); Edinburgo, Escócia;
[10] - Grimwood, C.; “Complaints about poor sound insulation between dwellings in England and
Wales.” Applied Acoustics, vol. 52, nº3/4, páginas 211 – 223, 1997;
[11] - Netter, F. ; Colacino S. “Atlas of human body” ; ICON Learning Systems, 1990;
[12] - Beranek, L. et. al; “ Prefered Noise Criteria (PNC) curves and their application to rooms”, The
Journal of the Acoustical Society of America, Volume 50, Número 5, paginas 1223 a 1228, 1971;
[13] - Andresen, J.; Moller, H.; “Annoyance of infrasound”, Comunicações do Inter-Noise 83, páginas
819 a 822, Escócia, Edimburgo, 1983:
[14] - Broner N.; “Low frequency sound quality and HVAC systems”, Comunicações do Inter- Noise 94,
páginas 1101 a 1104, Yokohama, Japão,1994;
90
[15] - Inukai, Y., Taua, H., Utsugi, A., and Nagamur, N.; “A new evaluation method for low frequency
noise”. Comunicações do Inter-noise 90, 1441, 1990;
[16] – Yamada, S; et. al “Combined effects on man by low frequency noise and vibration”,
Comunicações do Inter-noise 90, páginas 1311 a 1314, Gotemburgo, Suécia, 1990;
[17] – Lawrence Kinsler; Austin Frey, Alan Coppens, James Sanders; “Fundamentals of Acoustics”,
4th edition, John Wiley and sons Inc, 2000;
[18] – Hopkins, C. “Sound Insulation”, Elsevier, 2007.
6.2 Normas e Regulamentos
[N.1] – EN ISO 140 – 3: Acoustics: Measurement of sound insulation in buildings and of building
elements – Part 3: Laboratory measurements of airborne sound insulation of building
elements, Comité Europeu de Normalização, Bruxelas, Bélgica, 1995;
[N.2] – EN ISO 140 – 4: Acoustics: Measurement of sound insulation in buildings and of building
elements. – Part 4: Field measurements of airborne sound insulation between rooms, Comité
Europeu de Normalizacão, Bruxelas, Bélgica, 1998;
[N.3] – EN ISO 140 – 5: Acoustics: Measurement of sound insulation in buildings and of buildings
elements – Part 5: Field measurements of airborne sound insulation of façade elements and
façades, Comité Europeu de Normalização, Bruxelas, Bélgica, 1998;
[N.4] – EN ISO 354: Acoustics Measurment of sound absorption in a reverberation room, Comité
Europeu de Normalização, Bruxelas, Bélgica, 2003;
[N.5] – Regulamento Geral do Ruído (RGR) – Decreto Lei Nº 292/2000, de 14 de Novembro ;
[N.6] – Regulamento dos Requisitos Acústicos dos Edifícios (RRAE) – Decreto Lei nº 96/2008, de 9 de
Junho;
[N.8] – EN ISO 717 – 1: Acoustics: Rating of sound insulation in buildings and of building elements –
Part 1: Airborne sound insulation; Comité Europeu de Normalização, Bruxelas, Bélgica, 1997;
[N.9] – EN 12354 – 3 (Annex C) Building Acoustics: Estimation of acoustic performance in building
from the performance of elements. – Part 3: Airborne sound insulation against outdoor sound,
Comité Europeu de Normalização, Bruxelas, Bélgica, 2003.
91
6.3 Projectos
[P.1] - Projecto de Acústica do edifício Santos Dumont;
[P.2] - Plantas e cortes do 8ºB e R/C - D do edifício Santos Dumont;
[P.3] - Projecto de acústica do edifício do Parque das Nações;
[P.4] – Projecto de arquitectura do piso do 8ºB do edifício do Parque das Nações em Lisboa.
I
I
ANEXO 1
Espectros em banda estreita dos níveis sonoros medidos com cada
ventilador de cobertura do edifício Santos Dumont em
funcionamento isolado.
II
Espectros de níveis sonoros medidos na cozinha
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Todos ventiladores desligados
Canal A
Canal B
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Todos os ventiladores em funcionamento
Canal A
Canal B
III
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador IS5 em funcionamento
Canal B
Canal A
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador IS6 em funcionamento
Canal A
Canal B
IV
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador IS4 em funcionamento
Canal A
Canal B
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador EA2 em funcionamento
Canal A
Canal B
V
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador EA3 em funcionamento
Canal A
Canal B
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador EA4 em funcionamento
Canal A
Canal B
VI
Espectros de níveis sonoro medidos no escritório
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador IS4 em funcionamento
Canal A
Canal B
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador IS5 em funcionamento
Canal A
Canal B
VII
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador IS6 em funcionamento
Canal A
Canal B
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador IS7 em funcionamento
Canal A
Canal B
VIII
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador EA2 em funcionamento
Canal A
Canal B
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador EA 3 em funcionamento
Canal A
Canal B
IX
Espectros de níveis sonoro medidos na suite
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador EA4 em funcionamento
Canal A
Canal B
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Todos ventiladores em funcionamento
Canal A
Canal B
X
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador IS4 em funcionamento
Canal A
Canal B
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador IS5 em funcionamento
Canal A
Canal B
XI
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador IS6 em funcionamento
Canal A
Canal B
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador IS7 emn funcionamento
Canal A
Canal B
XII
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador EA2 em funcionamento
Canal A
Canal B
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilador EA3 em funcionamento
Canal A
Canal B
XIII
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Lp (dB)
f (Hz)
Ventilaodr EA4 em funcionamento
Canal A
Canal B