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Thiago Bracks Da Matta ISOLAMENTO ACÚSTICO NAS EDIFICAÇÕES: DESEMPENHO Trabalho de conclusão de curso apresentado como exigência parcial para obtenção do título de graduação do curso de Engenharia Civil da Escola de Engenharia Kennedy. Prof. Ms. Pedro Alcântara de Mattos Junior – Orientador Prof.(a) Karin Cristina Sommerfeld – Faculdades Kennedy - Examinador Prof. Ricardo Antonio Pereira da Silva – Faculdades Kennedy - Examinador Belo Horizonte, 20 de Agosto de 2014. FACULDADES KENNEDY CURSO DE ENGENHARIA CIVIL Thiago Bracks da Matta ISOLAMENTO ACÚSTICO NAS EDIFICAÇÕES: DESEMPENHO Belo Horizonte 2014 MATTA, Thiago Bracks da*; MATTOS JUNIOR.**, Pedro Alcântara. Isolamento Acústico nas Edificações: desempenho. Curso de Engenharia Civil, Faculdades Kennedy. Belo Horizonte, 2014. RESUMO A mudança no padrão dos empreendimentos e a busca constante pela redução do custo das construções resultaram na mudança no padrão das edificações com grande elevação dos problemas relacionados ao ruído. Considerando a importância do tema este trabalho objetivou realizar uma revisão de literatura enfocando avaliação de ruídos, acústica de edificações e desempenho acústico. O trabalho foi realizado utilizando 32 artigos publicados na base de dados Scientific Electronic Library Online (Scielo). Vale destacar que a legislação ABNT NBR 15575 determina o padrão de desempenho acústico para edificações. Para avaliação acústica são utilizados decibelímetros devidamente calibrados. Para avaliar o desempenho acústico de paredes, fachadas e pisos são realizadas medições do nível de pressão sonora aérea e do ruído de fundo nos dois ambientes separados pela partição, e medições de tempo de reverberação e da absorção sonora equivalente no interior do ambiente receptor, além de medições do nível de pressão sonora de impacto no ambiente receptor. Para o isolamento acústico vários materiais podem ser empregados. Entre eles podemos citar o material fibroso ou poroso, painéis flexíveis e ressonadores. Entre o material de construção com melhor índice de absorção acústica destacam-se a argila expandida, lã de rocha, chapa metálica 20% perfurada sem lã mineral. Podem ser usados a parede dupla com câmara de ar, piso de borracha, lajes flutuantes, lã de vidro, painel rígido de lã de vidro de alta densidade com gesso acartonado, entre outros. É necessário, portanto, que os profissionais tenham consciência da importância do conforto acústico no planejamento das edificações. Palavras-chave: Ruído. Acústica de edificações. Materiais acústicos. NBR 15575. ____________________________________________________________________________________ *acadêmico do curso de Engenharia Civil das faculdades Kennedy. **mestre, professor do curso de Engenharia Civil das Faculdades Kennedy. 4 1. INTRODUÇÃO Nas áreas urbanas e grandes cidades, o ruído constitui um problema econômico e de saúde pública (ZANQUETA et al., 2009; BASTOS, SOEIRO e MELO, 2009). Ruídos provenientes do tráfego, máquinas, indústrias, atividades comerciais e recreativas, vizinhos ou outras fontes incomodam e prejudicam a qualidade de vida. A exposição prolongada a altos níveis de ruído pode causar danos à saúde, dessa forma, a qualidade acústica de ambientes é um fator crucial para o bem estar e o conforto da população (MICHALSKI, 2011). A Organização Mundial da Saúde (WHO, 2011) sinaliza que 51% da população mundial ocupa os espaços urbanos, áreas que são ao mesmo tempo centros de desenvolvimento e focos de geração de ruído ambiental. Este problema se torna mais evidente no Brasil, pois o planejamento das cidades e das edificações muitas vezes não leva em consideração as questões acústicas e não apresenta um efetivo programa de controle de ruídos (MENDONÇA et al., 2013). O crescimento das cidades, a mudança no padrão dos empreendimentos e a busca constante pela redução do custo das construções resultaram na mudança no padrão das edificações. Prédios começaram a ser construídos para atender a nova demanda populacional e como consequência tem sido percebido o aumento dos problemas relacionados ao ruído. Pensando nisso, faz-se cada vez mais necessária a combinação de materiais com desempenho acústico satisfatório em pisos, paredes, divisórias e forros de forma a obter bons resultados e reduzir sons indesejados (LOTURCO, 2005). O ideal é que seja adotado na construção civil um planejamento urbano adequado, de forma que os edifícios sejam implantados visando o combate da poluição sonora. Para isso, é necessário que se conheçam todas as fontes de ruído que podem interferir no contexto da edificação e da cidade (VIEGAS, 2004). A avaliação do projeto acústico na fase inicial é de extrema importância visto que o tratamento acústico de um edifício na fase de projeto representa de 1% a 1,5% do preço total da construção, enquanto, para se obter o mesmo desempenho em um estágio avançado o custo pode chegar a 15% do valor da construção (LOTURCO, 2005). O tema foi escolhido considerando a importância da avaliação do ruído nas edificações, do isolamento acústico na qualidade de vida e crescimento econômico e da publicação da NBR 15575 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), cujo 5 conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE). Esta norma foi elaborada por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros) (ABNT, 2008). A ABNT NBR 15575 foi elaborada pelo Comitê Brasileiro da Construção Civil e pela Comissão de Estudos de Desempenho de Edificações tendo a previsão de conter requisitos 1) gerais; 2) para os sistemas estruturais; 3) para os sistemas de pisos; 4) para os sistemas de vedações verticais internas e externas; 5) para os sistemas de coberturas e 6) para os sistemas hidrossanitários. A norma estabelece que o edifício habitacional deve apresentar isolamento acústico adequado das vedações externas, no que se refere aos ruídos aéreos provenientes do exterior da habitação e isolamento acústico adequado entre ambientes, de forma a gerar conforto acústico para seus habitantes. Considerando a importância do tema e da norma NBR 15575 este trabalho objetivou realizar uma pesquisa literária sobre o tema enfocando os itens avaliação de ruídos, conforto acústico, isolamento sonoro, acústica de edificações, desempenho acústico, acústica do ambiente construído, simulação acústica, e monitoramento acústico a partir de artigos da base de dados Scientific Electronic Library Online. 2. DESENVOLVIMENTO O trabalho foi realizado através de revisão de literatura sobre o tema isolamento acústico enfocando os itens envolvidos na avaliação de ruídos. Foi realizado a partir de 32 artigos publicados na base de dados Scientific Electronic Library Online (Scielo) entre os anos de 2001 e 2014 acessadas através dos descritores: ruído, reverberação, conforto acústico, isolamento sonoro, acústica de edificações, desempenho acústico, vedações, acústica do ambiente construído, tratamento acústico, materiais acústicos, sistemas construtivos e NBR 15575 utilizados como indexadores. 2.1 Conceitos envolvidos na avaliação do isolamento acústico. O ruído pode ser conceituado como uma mistura de sons cujas frequências não seguem nenhuma lei precisa ou simplesmente como todo som indesejável (ABNT, 6 1983; STANSFELD, 1992; SOUSA, 2006). Seus níveis ou intensidades são definidos através da pressão sonora e sua unidade é o decibel, unidade logarítmica que expressa a razão entrea pressão sonora que está sendo medida e uma referência. O som/ ruído é composto por uma variedade de frequências, mas o ouvido humano só é capaz de sentir uma parte (audiofrequência 20-20000Hz) (BERGLUND e HASSMÉN, 1996; PATRÍCIO, 2008). O medidor de ruído é capaz de selecionar tais frequências e a escala A dos decibelímetros é a que melhor representa a percepção humana (SPECHT et al., 2009). O som necessita de um meio de propagação provido de inércia e elasticidade para atingir o pavilhão auricular. O meio normal de propagação do som para chegar ao nosso ouvido é o ar (IBAPE, 2014). O nível do som (nível sonoro) expresso em decibel (dB) é obtido pelo uso de equipamentos medidores que determinam a intensidade sonora real por comparação a um nível de referência (GREVEN; FAGUNDES; EINSFELDT, 2006). Para avaliar o nível do som/nível de pressão acústica são utilizados decibelímetros que por meio dos filtros A, B e C simulam o comportamento do ouvido humano. O nível global em dB é pouco usado dando lugar ao dB (A), dado ponderado que leva em consideração valores correspondentes de igual sensação sonora do aparelho auditivo humano. Atualmente somente o dB (A) é usado para as avaliações de ruídos por ser o filtro mais abrangente para as bandas de oitavas (IBAPE, 2014). A frequência, número de oscilações completas por segundo, é medida em ciclos por segundo (cps) ou em Hertz (Hz) e permite atingir sons graves e agudos. Nos humanos o campo audível se situa entre 20 e 20000 Hz sendo a voz humana entre 500 e 1000 Hz. As normas específicas utilizam o campo entre 100 e 5000 Hz subdivididas em bandas de 6 oitavas com terços médios centrados em 125, 250, 500, 1000, 2000 e 4000 Hz (GREVEN; FAGUNDES; EINSFELDT, 2006). A pressão mínima audível é da ordem de 20 Pa e se o nível de pressão acústica for aumentado ou reduzido em 10 dB o ouvido humano interpreta como se o valor tivesse sido duplicado ou reduzido pela metade. Os níveis sonoros são grandezas logarítmicas e, portanto, não podem ser adicionadas aritmeticamente. A adição de novos níveis sonoros iguais (60 dB), porém de frequências muito diferentes apresenta um resultado final de aproximadamente 3 a 5 dB a mais. Dessa forma dois ruídos de 60 dB serão percebidos como ruídos de 63 a 65 dB. Um ruído preponderante pode mascar outro ruído sempre que os níveis de pressão sonora forem muito diferentes. O ruído 7 mais forte sobrepõe-se ao ruído mais fraco, ficando este último imperceptível ao ouvido humano. Dois ruídos de 60 dB e 70 dB decibéis apresentam resultado final de 70 dB (IBAPE, 2014). Tabela 1 - Níveis de intensidade sonora Intensidade sonora Db (A) Local 0-10 Laboratório acústico a prova de ruídos 10-20 Estúdios muito isolados acusticamente 20-30 Interior de uma grande igreja 30-40 Conversa em voz moderada 40-50 Sala de escritório 50-60 Lojas/ruas residenciais 60-70 Rua de tráfego médio / fábrica média 70-80 Orquestra sinfônica 80-90 Rua muito barulhenta 90-110 Passagem de trem subterrâneo 110-120 Trovão muito forte/turbina de avião a 100m 130 Turbina de avião a 25m/ limiar da dor Fonte: GREVEN; FAGUNDES; EINSFELDT, 2006. Tabela 2 - Níveis de Intensidade Sonora x Impressões relativas Nível de intensidade sonora dB (A) IMPRESSÃO 0-10 Silêncio anormal 10-30 Muito quieto 30-50 Calmo 50-70 Música e ruídos comuns 70-90 Barulhento 90-110 Desagradável, penoso 110-130 Insuportável Fonte: GREVEN; FAGUNDES; EINSFELDT, 2006. Os sons produzidos em ambientes fechados persistem, sempre, nos nossos ouvidos devido às múltiplas reflexões produzidas nas suas paredes e superfícies internas. O tempo de reverberação é o tempo necessário para que a densidade média da energia contida num volume ou o nível de pressão sonora tenha um decréscimo de 60 8 dB, a partir do instante em que a fonte de excitação for extinta. Em termos de pressão sonora, o tempo de reverberação corresponde a uma redução de mil vezes em relação ao valor da pressão sonora inicial (BERANEK e VÉR, 2006; BISTAFA, 2011). A reverberação é importante porque o som que ouvimos é a composição do som emitido diretamente pela fonte e daquele refletido pelas superfícies do ambiente. Assim, no ambiente com muita reverberação, o som ouvido pode ter intensidade maior do que o emitido em até 6 dB (CARVALHO, 2006). Quando uma onda sonora pura ou livre, isto é, isenta de reflexões secundárias, atinge uma superfície uniforme e relativamente grande, em relação ao cumprimento dessa onda, a reflexão do som assemelha-se muito à da luz (IBAPE, 2014). O som é classificado, segundo sua origem como gerado no ar ou ruído de impacto. Sons gerados no ar são aqueles produzidos dentro da massa de ar do ambiente e que se transmitem, integralmente, através desse meio elástico, até os nossos ouvidos, como por exemplo, um foguete que estoura na atmosfera. Os sons de impacto são produzidos pelo choque de elementos sólidos ou líquidos transmitindo-se através de elementos também sólidos ou líquidos e as vezes, parcialmente, pelo ar até nosso corpo, sendo percebido sob forma de vibração ou de sensação sonora (IBAPE, 2014). O som de impacto pode caminhar depois de atravessar um elemento sólido até nossos ouvidos, através do ar, como por exemplo, os ruídos das canalizações de água ou o ruído de um objeto que cai sobre a laje de um pavimento superior aquele onde nos encontramos. Por caminhos secundários (paredes laterais comuns, piso e teto, convencionalmente chamados de flancos) sempre ocorrerão transmissões indiretas (IBAPE, 2014). 2.2 Legislação sobre isolamento acústico O conjunto de normas brasileiras para a avaliação do desempenho de edifícios habitacionais de até cinco pavimentos, ABNT NBR 15575-1, foi publicado no ano de 2008 e passa a ser válido a partir de maio de 2010. As normas foram elaboradas pelo Comitê Brasileiro da Construção Civil e seu projeto circularam em consulta nacional antes da publicação (MICHALSKI, 2009). A legislação ABNT NBR 15575-3, NBR 15575-4 e NBR 15575-5 destacam a importância da questão acústica nas edificações e determinam o padrão de desempenho acústico para edificações. 9 Na tabela G são apresentados os níveis de ruído de fundo em dB(A) para os ambientes residenciais. O valor inferior representa o nível sonoro para conforto e o superior o nível máximo aceitável para a finalidade (Tabela 3). Tabela 3 - Níveis de ruído de fundo em dB (A) para os dormitórios e salas de estar. Local Ambiente dB (A) Residências Dormitórios 35 – 45 Salas de estar 40 – 50 Fonte: ABNT, NBR 10152. O ruído de fundo representa a média dos níveis de ruído mínimos em local e hora considerados na ausência de fontes emissoras. É obtido através da observação do ponteiro do medidor de nível sonoro considerando a leitura do nível mínimo que se repete várias vezes (média dos mínimos). Quando utilizada a análise estatística dos níveis sonoros, o nível de ruído de fundo deve ser considerado como o alcançado em 90% do tempo de medição (CETESB, 1990). O nível de ruído de fundo é influenciado pelo tipo de zona, estação do ano e período do dia, de forma que não devem ser usadas correções. Para medir o ruído de fundo o aparelho deve ser posicionado no centro do ambiente, afastado de paredes, armários, ou outros móveis existentes. Tudo que gere ruído deve estar desligado e as portas e janelas devem ser mantidas abertas ou fechadas, conforme usual no ambiente (CETESB, 1990). Para avaliação do desempenho acústico de fachadas ou isolamento de sons de condução aérea padronizado (D2m,nTw) deve-se medir a diferença entre o nível médio de pressão sonora exterior, medido a 2 metros da fachada do edifício (L1, 2 m), e o nível médio de pressão sonora medido no local de recepção (L2), corrigido da influência das condições de reverberação do ambiente receptor. Para o cálculo desse parâmetrodeve- se utilizar a fórmula D2m,nTw (dB) = L1, 2m – L2 + 10 log (T/T0) (Figura 1). Figura 1. Avaliação do desempenho acústico de fachadas. 10 Segundo a NBR 15575 os níveis de desempenho acústico mínimo para sistema de fachadas deve ser maior ou igual a 20 dB para habitação localizada distante de fontes de ruído intenso de quaisquer naturezas e maior ou igual a 30 dB para habitação sujeita a ruído intenso (Tabela 4). Tabela 4 - Níveis de desempenho acústico mínimos para sistema de fachadas. Classe de ruído ELEMENTO D2m,nT,w [dB] I Habitação localizada distante de fontes de ruído intenso de quaisquer naturezas. ≥ 20 II Habitação localizada em áreas sujeitas a situações de ruído não enquadráveis nas classes I e III. ≥ 25 III Habitação sujeita a ruído intenso de meios de transporte e de outras naturezas, desde que esteja de acordo com a legislação. ≥ 30 Legenda: D2m,nT,w = diferença padronizada de nível ponderada. Fonte: ABNT NBR 15575 Segundo a NBR 15575-3 o isolamento acústico do sistema de piso constitui o grupo de operações e técnicas construtivas (serviços), composto por uma ou mais camadas com a finalidade atenuar a passagem de ruídos. São considerados o isolamento de ruído de impacto no sistema de piso (caminhada, queda de objetos e outros) e o isolamento de ruído aéreo (conversação, som de televisão e outros). Os valores normativos são obtidos por meio de ensaios realizados em campo para o sistema construtivo. O isolamento de ruído de impacto padrão em sistema de pisos determina, em campo, de forma rigorosa, o nível de pressão sonora de impacto padrão em sistema de piso entre unidades autônomas, caracterizando de forma direta o comportamento acústico do sistema e é descrito na norma ISO 140-7. Já o isolamento de ruído aéreo de sistema de pisos determina, em campo, de forma rigorosa, o isolamento sonoro de ruído aéreo entre unidades autônomas e entre uma unidade e áreas comuns, caracterizando de forma direta o comportamento acústico do sistema e é descrito na norma ISO 140-4. 11 Os parâmetros de verificação utilizados na norma constam na Tabela 5. Tabela 5 - Parâmetros acústicos de avaliação Símbolo Descricao Norma Aplicacao L’nT,w Nível de pressão sonora de impacto padrão ponderado ISO 140-7 ISO 717-2 Sistema de piso Dnt,w Diferenca padronizada de nível ponderada ISO 140-4 ISO 717-1 Vedação vertical e horizontal, em edifícios (pisos, paredes e etc.) Fonte: ABNT NBR 15575 Os dormitórios das unidades habitacionais devem ser avaliados. Deve-se utilizar um dos métodos de isolamento do ruído de impacto padrão em sistema de pisos ou isolamento de ruído aéreo de sistema de pisos para a determinação dos valores do nível de pressão sonora padrão ponderado (L’nT,w). As medições devem ser executadas com portas e janelas fechadas, tais como foram entregues pela empresa construtora ou incorporadora e a avaliação deve considerar o sistema de piso, conforme entregue pela empresa construtora. Para o isolamento de ruído aéreo dos sistemas de pisos entre unidades habitacionais deve-se avaliar o isolamento de som aéreo de ruídos de uso normal (fala, TV, conversas, música) e uso eventual (áreas comuns, áreas de uso coletivo). Para avaliar o desempenho acústico de pisos ou isolamento sonoro de sons de condução aérea padronizado (D’nTw) deve-se medir a diferença entre o nível médio de pressão sonora (L1) medido no ambiente emissor (A.E.) produzido por uma ou mais fontes sonoras e o nível médio de pressão sonora (L2) medido no ambiente receptor (A.R.), corrigido da influência das condições de reverberação do ambiente receptor. Para o cálculo desse parâmetro deve-se utilizar a fórmula D’nT,w (db) = L1 – L2 + 10log (T/T0). Para avaliar o nível de ruído de impacto ou nível sonoro de percussão padronizado (L’nTw) deve-se medir o nível sonoro médio (L1) medido no ambiente receptor (A.R.), proveniente de uma excitação de percussão normalizada exercida sobre um pavimento, corrigido da influência das condições de reverberação do ambiente receptor (A.R.). O desempenho é calculado através da fórmula L’nTw (dB) = L1 – 10log(T/T0) (Figura 2). 12 Figura 2. Avaliação do isolamento acústico em pisos. Para o sistema de pisos são indicados os valores mínimos de desempenho e o desempenho mínimo de diferença padronizada de nível ponderada (D’nT,w) conforme Tabelas 7 e para o nível de desempenho acústico de partições verticais são utilizados os parâmetros disponíveis na tabela 8. Tabela 6 - Níveis de desempenho acústico do ruído de impacto em sistemas de pisos. ELEMENTO L'nT,w [dB] Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas posicionadas em pavimentos distintos. ≤ 80 Sistema de piso de áreas de uso coletivo (atividades de lazer e esportivas, tais como home theatre, salas de ginástica, salão de festas, salão de jogos, banheiros e vestiários coletivos, cozinhas e lavanderias coletivas) sobre unidades habitacionais autônomas. ≤ 55 Legenda: L’nT,w = nível de pressão sonora padrão ponderado. Fonte: ABNT NBR 15575 Tabela 7 - Níveis de desempenho acústico de ruído aéreo em sistemas de pisos. ELEMENTO DnT,w [dB] Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas de áreas em que um dos recintos seja dormitório. ≥ 45 Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas de áreas comuns de trânsito eventual, tais como corredores e escadaria nos pavimentos, bem como em pavimentos distintos. ≥ 40 Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas de áreas comuns de uso coletivo, para atividades de lazer e esportivas, tais como home theatre, salas de ginástica, salão de festas, salão de jogos, banheiros e vestiários coletivos, cozinhas e lavanderias coletivas. ≥ 45 Legenda: DnT,w = desempenho mínimo de diferença padronizada de nível ponderada 13 Para avaliar o desempenho acústico de partições verticais ou isolamento sonoro de sons de condução aérea padronizado (DnTw) deve-se medir a diferença entre o nível médio de pressão sonora (L1) medido no ambiente emissor (A.E.) produzido por uma ou mais fontes sonoras e o nível médio de pressão sonora (L2) medido no ambiente receptor (A.R.), corrigido da influência das condições de reverberação do ambiente receptor. Para o cálculo desse parâmetro deve-se utilizar a fórmula D’nT,w (db) = L1 – L2 + 10log (T/T0) (Figura 3). Figura 3. Avaliação do isolamento acústico em partições verticais. O nível de desempenho acústico para partições verticais pode ser verificado na tabela 8. Tabela 8 - Nível de desempenho acústico para partições verticais. ELEMENTO DnT,w [dB] Parede entre unidades habitacionais autônomas (parede de geminação), nas situações onde não haja ambiente dormitório. ≥ 40 Parede entre unidades habitacionais autônomas (parede de geminação), no caso de pelo menos um dos ambientes ser dormitório. ≥ 45 Parede cega de dormitórios entre uma unidade habitacional e áreas comuns de trânsito eventual, tais como corredores e escadaria nos pavimentos. ≥ 40 Parede cega de salas e cozinhas entre uma unidade habitacional e áreas comuns de trânsito eventual, tais como corredores e escadaria dos pavimentos. ≥ 30 Parede cega entre uma unidade habitacional e áreas comuns de permanência de pessoas, atividades de lazer e atividades esportivas, tais como home theatre, salas de ginástica, salão de festas, salão de jogos, banheiros e vestiários coletivos, cozinhas e lavanderias coletivas. ≥ 45 14 Continuação... ELEMENTO DnT,w [dB] Conjunto de paredes e portas de unidades distintas separadas pelo hall (DnT,w obtida entre as unidades). ≥ 40 Legenda: D’nT,w = desempenho mínimo de diferença padronizada de nível ponderada Fonte: ABNT NBR 15575 2.3 Equipamentos utilizados para avaliar o ruído Todas as mediçõesdevem ser realizadas com fontes sonoras e de impacto padronizadas e medidores de nível de pressão sonora com filtros de frequências de 1/3 de oitava, calibrados por laboratórios acreditados pelo INMETRO. Devem ainda, seguir as recomendações indicadas nas normas ABNT NBR 15575. Como equipamentos podem ser utilizados medidores de nível de pressão sonora como o da marca Quest, modelo 1100-20 (figura A), que atende às Normas ANSI S.1 – 1983 e IEC 651, para o padrão Tipo 2. Tal equipamento permite leitura dos níveis de ruído com resolução de 0,1 dB e opera medições nas faixas de leitura entre 30 e 100 dB, 50 e 120 dB, e 70 e 140 dB, em curvas de ponderação das leituras em escalas A ou C (OCHOA, ARAÚJO e SATLER, 2012). Outro equipamento que pode ser utilizado é o decibelímetro da marca Minipa MSL 1351 (figura B) com display digital, microfone de eletreto de 1/2", faixa dinâmica de 50dB, precisão de ±1,5dB (94dB/1kHz); a escala A foi adotada para as medições, assim como a resposta rápida (SPECHT et al., 2009). As medições de ruído podem ser realizadas com decibelímetro da marca Instrutherm, modelo DEC-5010 (figura C), fabricado conforme norma ANSI S1.4, IEC- 651 e IEC-804. Também pode ser utilizado um calibrador acústico do mesmo fabricante modelo CAL – 3000, para aferição do decibelímetro antes a após cada medição. Ambos os equipamentos devem possuir certificado de calibração. O equipamento deve ser ajustado na curva “A” e com resposta lenta (slow) conforme preconizam as normas. O equipamento possui uma precisão de ± 1,5 dB. Figura A, B, C e D. Equipamentos para avaliação de ruído. 15 Legenda: Na sequência: A) medidor de nível de pressão sonora, marca Quest, modelo 1100-20; B) decibelímetro MSL 1351 com display digital, microfone de eletreto de 1/2 da marca Minipa, C) Decibelímetro da marca Instrutherm, modelo DEC-5010 e D) Decibelímetro Digital tipo 2 com saída AC e DC marca Instrutherm DEC460- CERT. Outros instrumentos utilizados para avaliação de ruído incluem o analisador de frequência que permite determinar o espectro sonoro de ruído e analisar o comportamento dos níveis de pressão sonora em cada frequência; o registrador gráfico que registra graficamente o comportamento das ondas sonoras no decorrer do tempo e os calibradores que emitem tom puro sendo usados para calibrar os decibelímetros a cada 4 horas de uso em medições (FEAMIG, 2007). 2.4Testes utilizados na avaliação do isolamento acústico Por meios de medições dos parâmetros acústicos tempo de reverberação, ruído de fundo, nível de pressão sonora no ambiente emissor e receptor, são verificados os desempenhos de sistemas construtivos de uma edificação para verificar o atendimento aos critérios estabelecidos na norma (ABNT NBR 15575-2013). Para o desempenho acústico de paredes e fachadas são realizadas medições do nível de pressão sonora aérea e do ruído de fundo nos dois ambientes separados pela partição, e medições de tempo de reverberação e da absorção sonora equivalente no interior do ambiente receptor. Com esses dados é avaliada a perda de transmissão sonora aérea e determinado o índice de isolamento sonoro aéreo da parede o que resultará na classificação do desempenho acústico conforme a norma (ABNT NBR 15575-4, 2013). 16 Para o desempenho acústico de pisos são realizadas medições de nível de pressão sonora aérea e do ruído de fundo nos dois ambientes separados pelo piso; medições de tempo de reverberação e da absorção sonora equivalente no interior do ambiente receptor; e medições do nível de pressão sonora de impacto no ambiente receptor. Assim é possível determinar o isolamento sonoro do piso e quantificar o índice de isolamento sonoro aéreo e de impacto que resultará na classificação dos desempenhos sonoros aéreos e de impacto do piso, conforme a norma brasileira (ABNT NBR 15575-3, 2013). O nível de pressão sonora pode ser calculado a partir da pressão utilizando a equação a seguir: NPS (dB) 20 log P . Po Onde: P=pressão sonora de interesse e Po=pressão de referência “0” (zero) Portanto para se calcular a pressão a partir do NPS a expressão fica: Log P = NPS – 93,9794 20 Cálculo da potência sonora W = p2 x 4π r2 = Watt δ c Onde: W=Watt; δ c= 420 rayls; r=distância da fonte e P=pressão sonora Se tivermos a potência e quisermos calcular a pressão, a expressão acima fica: P = 5,78 w = N/m2 r2 (FEAMIG, 2007) Todas as medições devem ser realizadas com fontes sonoras e de impacto padronizadas e medidores de nível de pressão sonora com filtros de frequências de 1/3 de oitava, calibrados por laboratórios acreditados pelo INMETRO. Devem ainda, seguir as recomendações indicadas nas normas ABNT NBR 15575. 17 2.5 Material de construção, isolamento acústico e absorção acústica Atualmente a preocupação acústica não é apenas uma questão de condicionamento acústico do ambiente, mas também do controle de ruído e preservação da qualidade ambiental. A questão acústica urbana passa a ter mais importância do que até então, pois, o número de fontes produtoras de ruído é cada vez maior e as consequências desses ruídos para o homem são cada vez mais prejudiciais (IBAPE, 2014). Considera-se isolamento a capacidade de certos materiais de impedir que a onda sonora passe de um ambiente para outro (EGAN, 1988). Nestes casos se deseja impedir que o ruído alcance o homem. Normalmente são utilizados materiais densos (pesados), como, por exemplo, concreto, vidro, etc. para a criação das barreiras (BOLOGNESI, 2008). Já a absorção acústica trata do fenômeno que minimiza a reflexão das ondas sonoras num mesmo ambiente. Para este caso normalmente são utilizados material leve, fibroso ou de poro aberto como espumas de poliéster de células abertas e fibras de cerâmica e de vidro. O tratamento acústico é, portanto, o conjunto de operações destinadas a atenuar o nível de energia sonora entre a fonte geradora e o ouvido captador. Isto pode ser alcançado através de três procedimentos: 1) tratamento absorvente ou capacidade de um material ou componente construtivo de absorver total ou parcialmente a energia sonora incidente; 2) isolamento atenuador ou conjunto de procedimentos praticados para inibir ou atenuar a transposição do som de um ambiente a outro ou 3) os dois procedimentos combinados. A solução decorrerá, também, da origem da energia sonora, a saber, sons provenientes da via aérea, via sólida ou pelas duas vias (IBAPE, 2014). Nenhuma parede é perfeitamente refletora das ondas sonoras e, portanto, uma parcela da energia incidente é absorvida pelo material da parede (GREVEN; FAGUNDES; EINSFELDT, 2006). O material de construção é seletivo quanto às frequências de sons que absorvem. As paredes e divisões, geralmente rígidas, vibram no todo, ou em parte devido a energia das ondas sonoras. Essas divisões vibram como se fossem diafragmas e reirradiam a energia que nelas incide (IBAPE, 2014). Outra maneira de isolar o som é através do uso de “sanduíches” (massa/mola/massa ou massa/lã de vidro/massa) de material leve e rígido e de material poroso e resiliente que pelo efeito do amortecimento pode circunscrever a energia ao 18 seu interior, dissipando-a, antes que reflita ou se transmita para o ambiente ou para o material vizinho (IBAPE, 2014). Quanto mais rijas e polidas forem a superfícies, maior será a persistência sonora e o tempo de reverberação do local. De forma análoga, quanto mais absorventes forem as superfícies, menor será o tempo de persistência do som (IBAPE, 2014). Sales et al. (2001) destacam que o fechamento externo em alvenaria possui desempenho acústico superior ao da maioria dos fechamentos industrializados do mercado, sendo que apenas os painéis de concreto apresentamdesempenho similar. Para fechamento interno, os painéis de gesso acartonado, ou dry wall, que também são de montagem rápida, poderiam ser usados. Tais painéis, quando constituídos, de paredes duplas e recheadas de materiais isolantes proporcionam desempenho acústico próximo ao da alvenaria. Já com divisórias pré-fabricadas moduladas, percebe-se que os ruídos das salas vazam de um andar a outro. Esse efeito é aumentado devido à fresta existente e à não instalação de rodapés de borracha (RIBAS E SOUZA, 2007). Vários materiais podem ser empregados no isolamento acústico. Entre eles podemos citar o material fibroso ou poroso, painéis flexíveis e ressonadores. Os materiais fibrosos ou porosos como a lã de vidro ou lã de rocha apresentam uma variedade de poros que se comunicam entre si. Dessa forma, quando uma onda de som encontra esse material ela penetra integralmente no seu interior e o ar contido nos poros entra em movimento. Devido ao atrito do ar com as partes sólidas, uma parte da energia é transformada em calor (VIEGAS, 2004). Os painéis refletores ou ressonadores obedecem ao mesmo princípio. A onda acústica penetra no material fibroso e faz as moléculas de ar vibrarem, existindo absorção. A vibração torna-se importante, o ar entra em atrito com as paredes e a energia acústica transforma-se em calor, ocorrendo dispersão de energia. Os painéis flexíveis e ressonadores são muito utilizados em acústica de salas (VIEGAS, 2004). Entre o material de construção com melhor índice de absorção acústica nas diversas faixas de frequência destacam-se a argila expandida, lã de rocha, chapa metálica 20% perfurada sem lã mineral e lã de rocha aglomerada revestida com papel Kraft (Tabela 9). 19 Tabela 9 - Material de Construção e índice de Absorção Sonora por Faixa de Frequência (Hz) MATERIAL α 125 250 500 1000 2000 4000 Lã de rocha (100Kg/m3, esp=50mm) 0,27 0,62 0,68 0,93 0,81 0,76 Massa plástica (8Kg/m3, eps=20mm) 0,14 0,19 0,31 0,62 0,81 0,72 Fibra de madeira (230Kg/m3, esp.=20mm) 0,15 0,44 0,45 0,44 0,53 0,59 Gesso perfurado (furos= 6mm, esp.=12mm sem lã mineral (esp.=18mm) 0,10 0,19 0,42 0,74 0,57 0,34 Chapa metálica (20% perfurada) sem lã mineral (esp.=10mm) 0,61 0,75 0,73 0,70 0,76 0,67 Madeira envernizada 0,05 0,04 0,03 0,03 0,03 0,03 Reboco 0,01 0,03 0,03 0,04 0,05 0,05 Mármore 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 Gesso 0,04 0,03 0,03 0,04 0,05 0,08 Tijolo aparente 0,02 0,02 0,03 0,04 0,05 0,07 Compensado (esp.=5mm) a 20mm da parede 0,07 0,12 0,28 0,11 0,08 0,08 Compensado (esp.=5mm) a 50mm da parede 0,47 0,34 0,30 0,11 0,08 0,08 Lã de rocha aglomerada (esp.=40mm) revestida de papel kraft 0,30 0,70 0,88 0,85 0,65 0,60 Lã de vidro (esp.=25mm) 0,15 0,58 0,60 0,64 0,62 0,62 Lã de vidro (esp.25mm) sobre treliça metálica flutuante 0,45 0,45 0,45 0,50 0,52 0,52 Lã de vidro (esp.=25mm) revestida de tecido poroso 0,39 0,45 0,56 0,59 0,61 0,55 Argila expandida 0,40 0,90 0,90 0,80 0,75 0,85 Placas de pedra (esp.=100mm) 0,09 0,13 0,13 0,16 0,27 0,49 Laje de concreto 0,06 0,06 0,06 0,09 0,16 0,25 Paredes de Tijolos estriados 0,05 0,27 0,23 0,13 0,21 0,46 Concreto Aparente 0,02 0,02 0,02 0,04 0,05 0,05 Blocos de Concreto Rugoso 0,36 0,44 0,31 0,29 0,39 0,25 Blocos de Concreto Pintado 0,10 0,05 0,06 0,07 0,09 0,08 Fonte: VIEGAS, 2004. 20 A avaliação acústica do material de construção mostra que enquanto a parede de alvenaria isola 45dB a parede dupla com câmara de ar isola 55db. Para melhorar o isolamento em janelas, pode ser utilizado vidro duplo de espessuras diferentes mais câmara de ar de 8 a 13 cm devendo todas as frestas estar vedadas. Para melhorar o isolamento em portas as mesmas devem estar recheadas de material acústico absorvente ou isolante, usando dobradiças especiais embutidas e feltro ou borracha de neoprene nos batentes. Pode-se observar que enquanto a porta comum isola 18dB a porta tratada isola 40 dB (LAMBERTS; MARINOSKI WESTPHAL, 2013). Para o isolamento de ruídos de impacto pode ser utilizado piso de borracha, tapete e forro e lajes flutuantes. A absorção pode ser realizada por material resistivo (lã de vidro, lã de rocha e espuma), material reativo (ressonador de Helmoltz e placa vibrante) e mecanismo ativo (cancelamento do ruído pode outro campo gerador) (LAMBERTS; MARINOSKI; WESTPHAL, 2013). Estão disponíveis no mercado vários produtos para revestimento termo-acústico. Entre eles pode ser citado o revestimento para parede de aplicação residencial, industrial e comercial, composto de um painel rígido de lã de vidro de alta densidade (25mm) colado a uma placa de gesso acartonado (10mm). Também pode ser encontrado o painel rígido constituído por lã de vidro (2,40x1,20) para tratamento acústico de recintos hometheatres e estúdios. A isolação acústica de paredes de gesso pode ser realizada utilizando feltro flexível constituído por lã de vidro, material extremamente leve e incombustível, encontrado em rolos de 1,2m de largura. Para o isolamento acústico de pisos pode ser utilizada espuma de polietileno vendida em rolos de 1,5x75m (LAMBERTS; MARINOSKI; WESTPHAL, 2013). Novas propostas de material de construção com capacidade de isolamento acústico vêm sendo desenvolvidas. Uma das ideias é produzir estruturas de gesso com elevada resistência mecânica para substituir, em alguns casos, o uso do cimento na construção civil. Os estudos têm mostrado que é possível preparar placas de gesso com adição mínima de água para satisfazer a reação de hidratação. Dessa forma, são obtidas peças mais densas e, portanto, de alta resistência mecânica, mais fortes até do que as de concreto. A técnica permite que o produto seja usado em paredes internas e externas, piso, forro e como isolante térmico e acústico. O isolamento acústico, bem como o aumento da resistência à flexão, ao impacto e a redução da densidade, são alcançados nos compósitos gesso-fibra, que podem ser obtidos usando fibras de papel, coco, tronco de bananeira ou fibras lignocelulósicas (DI GIULIO, 2007). 21 3. CONCLUSÃO O objetivo deste trabalho foi alcançado abordando os itens relevantes do desempenho acústico através da análise das publicações dos artigos da Scientific electronic library online (Scielo). A utilização de material adequado, que aumente a absorção sonora, modifique os níveis de pressão sonora e o reduza tempo de reverberação é de extrema importância para melhorar a qualidade acústica dos ambientes e o custo associado a este tipo de material não afeta substancialmente o custo total da obra. É necessário que os profissionais da construção civil tenham consciência da importância do conforto ambiental na saúde e qualidade de vida da população. Este tema deve ser considerado da concepção do projeto a entrega da edificação, pois, somente assim pode ser efetivamente aplicado. Para assegurar a qualidade acústica do ambiente construído é imprescindível a aplicação efetiva da legislação e adequada fiscalização por parte dos órgãos competentes. 22 MATTA, Thiago Bracks da; MATTOS JR., Pedro Alcântara. Acoustic Insulation in Buildings: performance. Engineering Course, Faculdades Kennedy. Belo Horizonte, 2014. ABSTRACT The changing pattern of developments and the constant quest for reducing the cost of construction resulted in a change in the pattern of buildings with great elevation of the problems related to noise. Considering the importance of this theme the study aimed to conduct a literature review focusing on noise, sound insulation and acoustic performance of buildings. The study was conducted using 32 articles published in the database Scientific Electronic Library Online (Scielo). It is worth noting that the legislation ABNT NBR 15575 determines the pattern of acoustic performance for buildings. For acousticanalysis calibrated decibelimeters are used. To evaluate the acoustic performance of walls, facades and floors measurements of sound pressure level of air and background noise are performed in two environments separated by partition, measurements of reverberation time and equivalent sound absorption within the receiving environment, as well measurements of the sound pressure level of impact on the receiving environment. For the acoustic insulation a lot of materials can be employed. Among them we can mention the fibrous or porous material, flexible panels and resonators. Among the building materials with better sound absorption index we mention expanded clay, rock wool, 20% perforated metal sheet without mineral wool. The double-walled tube, rubber flooring, floating slabs, glass wool, rigid panel of glass wool of high density plasterboard, among others can be used. It is necessary, therefore, that professionals are aware of the importance of acoustic comfort in the planning of buildings. Keywords: Noise. Acoustics of buildings. Acoustic materials. NBR 15575. 23 REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15575-1: edifícios habitacionais de até cinco pavimentos: desempenho: parte 1: requisitos gerais. Rio de Janeiro. 2008. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15575-3: Edifícios habitacionais de até cinco pavimentos – Desempenho – Parte 3: Requisitos para sistemas de pisos internos, Rio de Janeiro. 2008. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15575-4: Edifícios habitacionais de até cinco pavimentos – Desempenho – Parte 4: Requisitos para sistemas de vedações verticais internas e externas, Rio de Janeiro. 2008. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15575-5: Edifícios habitacionais de até cinco pavimentos – Desempenho – Parte 5: Requisitos para sistemas de coberturas, Rio de Janeiro. 2008. BASTOS, L.P.; SOEIRO, N.S.; MELO, G.S.V. Controle termoacústico de uma unidade termogeradora: um estudo de caso. Acústica e Vibrações, no.41, p.29-35, Dezembro, 2009. 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