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1 Exigências humanas para conforto acústico Aspectos fisiológicos, intensidade e pressão sonora, medição do som Conforto Ambiental 2 Professor Rogério Mori Exigências humanas para conforto acústico O termo volume sonoro, refere-se a sensação do som como ela é recebida pelo ouvido humano. É um termo subjetivo, ao contrário da quantidade mensurável chamada de intensidade. O volume sonoro aumenta com a intensidade, mas nãonãonãonão existeexisteexisteexiste umaumaumauma relaçãorelaçãorelaçãorelação linearlinearlinearlinear simplessimplessimplessimples entreentreentreentre eleseleseleseles. Intensidade e volume sonoro 1 2 A lei de Weber A lei de Weber A lei de Weber A lei de Weber –––– FechnerFechnerFechnerFechner Para construir uma escala para comparar sons com intensidades diferentes, relacionada com o comportamento do ouvido humano, Weber e Fechner determinaram experimentalmente que: Aos incrementos na sensação auditiva correspondem incrementos iguais ao logarítmo da intensidade do estímulo sonoro. Exigências humanas para conforto acústico Intensidade e volume sonoro 1 Cuja unidade é o bel, em homenagem a Alexander Graham Bell. A equação na prática, entretanto, é aquela que nos fornece o nível de intensidade sonora em decibels (dB) (1 bel =10dB) L=log I Io L=10log I Io (Io = 10 W/m²) -12 O nível de intensidade sonoraO nível de intensidade sonoraO nível de intensidade sonoraO nível de intensidade sonora No trabalho com níveis de intensidade sonora torna-se mais conveniente usar uma escala logarítmica do que aritmética. É definido pela equação: Exigências humanas para conforto acústico Intensidade e volume sonoro 1 3 Freqüências (em Hz) FONTE 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Barbeador elétrico a 0,5 m 59 58 49 62 60 64 60 59 Aspirador de pó a 1 m 48 66 69 73 79 73 73 72 Lavadora de pratos 60 68 59 62 59 60 62 69 Unidade de ar condicionado de janela 64 64 65 56 53 48 44 37 Rádio (volume médio) .. 55 71 74 74 70 64 .. TV a 3 m 49 62 64 67 70 68 63 39 Telefone tocando 1,2 a 2,7 m .. 41 44 56 68 73 69 83 Descarga tipo caixa acoplada, enchendo 50 55 53 54 57 56 57 52 Violino a 1,5 m (tocando fortíssimo) .. .. 91 91 87 83 79 66 Conversa normal .. 60 75 78 75 65 55 38 Cães latindo .. .. 90 104 106 101 89 79 Rock and Roll amplificado .. .. .. 100 101 104 98 .. Pássaros cantando .. .. .. .. .. 50 52 54 Níveis de intensidade em Db de fontes e atividades típicas, por faixa de freqüência: Exigências humanas para conforto acústico Intensidade e volume sonoro 1 Relação de alguns valores de níveis sonoros Exigências humanas para conforto acústico Intensidade e volume sonoro 1 4 Exigências humanas para conforto acústico Intensidade e volume sonoro 1 Tabela III Sensação auditiva devido a mudanças na intensidade sonora Mudança no nível de intensidade sonora, dB Mudança aparente na audição 1 Quase imperceptível 3 Perceptível 5 Claramente notável 10 Duas vezes mais alto 18 Muito mais alto Exigências humanas para conforto acústico Intensidade e volume sonoro 1 5 A tabela IV traz alguns parâmetros para adição de níveis de intensidade sonora. Entretanto, é sempre mais prudente transformar os níveis em intensidade e somar as intensidades. Somar somente valores na mesma faixa de freqüência. Tabela IV: Adição de decibels Quando dois níveis de intensidade sonora diferem em Somar ao maior valor 0 ou 1 dB 3 dB 2 ou 3 dB 2 dB 4 a 8 dB 1 dB 9 dB ou mais 0 dB Exemplo de cálculo: Somar 80 dB e 75 dB. Pela tabela, o nível de intensidade sonora difere de 4 a 8 decibéis, portanto deve-se somar 1db aos 80808080 db, o que dá um resultado de 81 dB81 dB81 dB81 dB Exigências humanas para conforto acústico Intensidade e volume sonoro 1 O processo de audição pode ser resumido da seguinte forma: 1) A energia sonora que chega ao tímpano faz com que ele vibre. 2) As vibrações do tímpano são transmitidas através do ouvido médio pela ação dos três ossículos. 3) A cavidade do ouvido médio contém ar sob pressão atmosférica, devido à conexão com a trompa de Eustáquio. O mecanismo aéreo para o meio líquido, amplifica a força aplicada no tímpano de dez a quinze vezes. 4) As vibrações do estribo são transmitidas através dos fluidos na cóclea (caracol) até o nervo auditivo, que chega ao cérebro, onde os impulsos são interpretados. Exigências humanas para conforto acústico O ouvido humano 1 6 Exigências humanas para conforto acústico O ouvido humano 1 Fletcher e Munson estabeleceram experimentalmente uma série de curvas denominadas curvascurvascurvascurvas isofônicasisofônicasisofônicasisofônicas, que demonstram que nosso ouvido é mais sensível para altas frequências e para variações em baixas frequências. Assim, a sensação de volume sonoro não pode ser expressa nas mesmas unidades de intensidade sonora. O volume sonoro é expresso por meio de outra unidade, o fonfonfonfon, padronizado internacionalmente. O nível de volume sonoro é definido em fonos como o número de decibéis acima do limiar de audição para um tom puro de frequência de 1000Hz. Exigências humanas para conforto acústico Volume sonoro ou intensidade sonora psicológica 1 7 Exigências humanas para conforto acústico Volume sonoro ou intensidade sonora psicológica 1 Analisando o gráfico, vemos que a sensação produzida por um som de 100Hz com 51dB é a mesma que de um som de 1000 Hz a 20dB. Nota-se também que nas baixas frequências, uma pequena variação de intensidade física corresponde uma grande variação no nível de intensidade psicológica. Exigências humanas para conforto acústico Volume sonoro ou intensidade sonora psicológica 1 8 Os medidores de nível sonoro também chamados de sonômetros (popularmente conhecido como decibelímetros) são instrumentos destinados a medir o nível sonoro já compensado, como se fosse o som percebido pelo ouvido humano. Exigências humanas para conforto acústico Medidores de nível de intensidade sonora 1 A sensação sonora equivalente é o nível sonoro de um som puro de frequência igual a 1000 Hz, que produz no ouvido o mesmo efeito do som puro de frequência qualquer em exame. O comportamento psico-fisiológico do ouvido verifica-se somente até o nível de 85 dB. Acima desse limite o ouvido passa a operar como se fosse um microfone e a representação gráfica da percepção aproxima-se de uma função linear. Exigências humanas para conforto acústico Medidores de nível de intensidade sonora 1 9 Os sonômetros possuem três escalas de leitura: A, B e C. As escalas representam a curva média de sensibilidade auditiva entre 20Hz e 1000Hz. A escala A representa os níveis sonoros entre 0 e 55 dB. (até 40 fons) A escala B representa e níveis de intensidade entre 55 e 85 dB.(até 70 fons) A escala C representa níveis de intensidade superiores a 85 dB. (até 100 fons) A escala D representa frequências entre 1000Hz e 10000 Hz. Na freqüência de 1000 Hz as três se confundem. Exigências humanas para conforto acústico Medidores de nível de intensidade sonora 1 Exigências humanas para conforto acústico Medidores de nível de intensidade sonora 1
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