AULA AcústicaConfortoII (1)

Prévia do material em texto

CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Conforto Ambiental e Eficiência 
Energética II
Acústica
Prof. Diego Caetano
diego.caetano@live.estacio.br
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
O que é o som?
Como ele se propaga?
O que é ruído? 
O ruído nas cidades
O ruído nos ambientes construídos
O som nas salas 
O som nos espaços abertos
https://irenealba.files.wordpress.com/2013/09/pantallazo4.png
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Acústica em Arquitetura e Urbanismo tem por 
objetivo:
1. Defesa contra o ruído (sons indesejáveis): Intensidade, Tipo 
(aéreos e/ou estruturais) e Localização das Fontes de Ruídos;
2. Qualidade e Controle do som no ambiente (interior e campo 
aberto):
Distribuição homogênea pela plateia (sala de aula, auditório, 
igreja, etc.), preservar a inteligibilidade e outras qualidades 
necessárias (TR, brilho, etc.).
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Defesa contra o ruído (sons indesejáveis)
Ruídos Internos e Externos (aéreos e/ou estruturais)
http://acusticaysonido.com/?p=198#prettyPhoto
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Controle do som no ambiente construído
Distribuição homogênea pela plateia (sala de aula, auditório, igreja,
etc.), preservar a inteligibilidade e outras qualidades necessárias (TR,
brilho, etc.).
o Salas de aula;
o Auditórios;
o Igrejas;
o E onde mais a comunicação for necessária.
http://3.bp.blogspot.com/-
K3BBeoZVTjQ/UHW7pvg2a5I/AAAAAAAABBo/aICPPRGwz64/s1600/7.png https://benhuser.files.wordpress.com/2010/08/023-theatre-platea_ranks.jpg
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
• É uma perturbação que se propaga 
nos meios materiais e é capaz de ser 
detectada pelo ouvido humano;
• Um corpo que vibra transmite 
energia ao meio que o rodeia ao 
transmitir essa vibração às partículas 
adjacentes. 
• O ar e suas moléculas constituintes 
sofrem compressões e rarefações e 
essa variação é comunicada ao meio 
adjacente sucessivamente
• Cada molécula repete esse 
movimento oscilatório de forma 
cíclica
Mas o que é o som? 
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
O ser humano interpreta as informações que é capaz de perceber 
dessas vibrações e as analisa:
• É alto?
• É grave ou agudo?
• Conheço esse timbre?
• De onde veio, qual a localização?
Essa pertubação é captada e interpretada pelo ser 
humano através do ouvido e cérebro
http://www.byknirsch.com.br/artigos-16-09-audionews322.shtml
https://brainly.com.br/tarefa/2467551
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Como o homem percebe o som: Psicoacústica
Frequência
• Percebemos sons entre 20 ciclos por segundo e 20.000c/s ou entre 20Hz e 
20.000Hz
• Os sons com menores frequências são tão graves que não conseguimos ouvi-los: 
infrassons
• Os sons com frequência acima de 20.000ciclos/s são tão agudos que não 
ouvimos: ultrassons
https://biosom.com.br/blog/diversos/sons-que-a-audicao-humana-nao-consegue-ouvir/
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
https://pequenoscientistassanjoanenses.files.wordpress.com/2015/06/o-ouvido.jpg
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
O limiar da 
audibilidade 
e da dor
• O ouvido humano percebe 
com diferente sensibilidade 
sons de mesma intensidade
(W/m2) mas, de diferentes 
freqüências
audibilidade
Limiar da dor
O ouvido humano percebe o som por possuir estruturas que captam, conduzem, 
ampliam e transformam os sons em pulsos elétricos que são levados para a sua 
decodificação pelo cérebro
Ele não é um equipamento que traduza de forma LINEAR os fenômenos físicos!
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
http://www.aulas-fisica-quimica.com/8f_07.html
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
A Intensidade Sonora
A intensidade sonora é definida como a quantidade de energia transportada 
pela onda sonora por unidade de superfície normal à direção da onda.
I = Energia/ Área (W/m2) 
O decibel = 10log10(I/I0)
A intensidade sonora varia entre o som audível, I0 (limiar da audibilidade) e 
aquele que provoca a dor, na frequência de 1000Hz . O decibel foi criado 
para permitir, em uma escala mais amigável, abarcar toda a ampla 
faixa sonora e trata-la sempre em comparação ao mínimo audível. A 
medição da pressão sonora é feita para todo o espectro sonoro.
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
O decibel • Unidade em homenagem a Graham 
Bell (Deci Bell)
• A intensidade sonora varia entre o 
som audível e aquele que provoca a 
dor em 1000Hz
• O decibel é uma unidade 
adimensional comparativa, que 
expressa a razão entre diferentes 
níveis de pressão sonora 
• O som medido é sempre comparado 
com o mínimo som audível, que é 
uma referência de comparação.
https://www.thoughtco.com/quotes-of-
alexander-graham-bell-1991375
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
O decibel = 10log10(I/I0)
dB= 10log10(It/10
-12)
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
http://www.aulas-fisica-quimica.com/8f_07.html
Nível Sonoro e Decibelímetro
Nível de exposição: os altos níveis de ruído 
provocam mais efeitos negativos e são mais 
incómodos. A OMS recomenda um máximo de 
exposição a um ruído de 85 dBA durante 8 
horas por dia. Uma eventual lesão auditiva 
é pouco provável abaixo dos 75 dB (A). Por 
cada 3 decibéis adicionais, o ruído é duas 
vezes mais forte, pelo que o tempo de 
exposição deve ser reduzido a metade.
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Características do som
• A freqüência que os 
ciclos de vibração se 
repetem no tempo é 
percebida como graves e 
agudos
• A pressão submetida às 
moléculas é indicada no 
gráfico como ordenada e 
é percebida como a sua 
intensidade
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
• O período (T) é definido como o 
tempo em segundos (t) para se 
completar um ciclo de 
compressão completo
• A frequência (inverso de T) é o 
número de ciclos ocorridos em 1 
segundo, (1ciclo/segundo = 1 Hz)
• O comprimento de onda é a 
distância, em metros, entre 2 
ciclos de pressão completos 
sucessivos
• F= 1/ T
Tempo
Pressão
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Se ouvimos de 20Hz até 20000Hz, que faixa de comprimento de ondas 
ouvimos?
• Baixas Freqüências entre: 20-200Hz
• Médias Freqüências entre: 200-2.000Hz
• Altas Freqüências entre: 2.000-20.000Hz
Frequencia Período (T) Comprimento de Onda= TxVel Somar
(Hz) (s) (l) em metro
20 0,05 17,25
500 0,002 0,69
100 0,01 3,45
2000 0,0005 0,1725
4000 0,00025 0,08625
8000 0,000125 0,043125
16000 0,0000625 0,0215625
Vel Somar=345m/s
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
• A velocidade do som no AR é de 345m/s ou 1234km/h
• Na água a velocidadesom é 1450m/s
• Na alvenaria a velocidadesom é 3000m/s
• No metal a velocidadesom é 5000m/s
A velocidade de propagação do som
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/oitava_serie/Ondas6.php
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
http://www.prof2000.pt/users/mrsd/8ano/velocidade.htm
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Eco
No âmbito da acústica e de 
processamento de sinal de áudio, um 
eco é uma reflexão de som que chega 
ao ouvinte pouco tempo depois do som 
direto. Exemplo típico é o eco produzido 
no fundo de uma escadaria, por um 
edifício, ou em uma sala, pelas paredes. 
Um eco verdadeiro é uma única 
reflexão da fonte de som. O intervalo 
de tempo é a distância extra dividida 
pela velocidade dosom.
http://www.laifi.com/laifi.php?id_laifi=8556&idC=94909#
Como a velocidade do som no ar é de 340 m/s (a 15 °C), o som percorrerá 34 m em um 
décimo de segundo. Portanto, para produzir o eco, o obstáculo deve estar situado, no 
mínimo, a 17 m da fonte sonora, de forma que o som percorrerá 17 m para ir e outros 
17 m para voltar como som refletido.
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
REFLEXÃO – REFRAÇÃO – DIFRAÇÃO 
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
REFLEXÃO – REFRAÇÃO – DIFRAÇÃO 
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
REFLEXÃO – REFRAÇÃO – DIFRAÇÃO 
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
REFLEXÃO – REFRAÇÃO – DIFRAÇÃO 
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Quando o som incide sobre uma superfície, uma parte da energia sonora é 
refletida enquanto que uma parte é transmitida e outra parcela é absorvida.
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
http://www.ckf.com.br/nivel_de_ruido.html
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
O som do silêncio ao “alto”
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
https://www.somaovivo.org/artigos/acustica-um-passeio-pelo-tempo/
1) situados em locais com baixo ruído
2) construídos a favor do vento: Os teatros eram construídos sempre de forma que 
o vento mais comum na região passasse por trás do palco, em direção à plateia. 
Muito mais que amenizar a temperatura (a Grécia é um país de temperaturas altas), 
as palavras e músicas eram “carregadas” pelo vento, do palco em direção à plateia.
3) a plateia se situava em degraus
4) usavam conchas acústicas: Alguns teatros contavam, atrás do palco, com 
paredes que desempenhavam o papel de superfícies refletoras.
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Construídas com uma nave de grande comprimento, pé-direito bastante alto e revestida 
em geral com grandes superfícies refletoras (vitrais, paredes, etc), as catedrais eram 
mais famosas pela reverberação excessiva (com perda de inteligibilidade) que pela boa 
acústica. https://www.somaovivo.org/artigos/acustica-um-passeio-pelo-tempo/
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Seus tetos abaulados 
contribuíam ainda mais para 
que o som reverberasse. As 
palavras dos pregadores 
"ecoavam" grandemente, com 
algumas igrejas tendo tempo de 
RT60 (tempo entre um som ser 
gerado e se extinguir 
naturalmente) maior que 8 
segundos!!!
https://www.somaovivo.org/artigos/acustica-um-passeio-pelo-tempo/
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
TEATROS MODERNOS
Após a Idade Média, quando chegou o 
Renascimento, muitos teatros foram 
construídos na Europa, a partir do século XVII.
1) bom isolamento dos ruídos externos e internos 
(fechamento dos teatros);
2) pé-direito alto, efeito chaminé e isolamento 
dos sons pela altura;
3) a plateia se situa em andares possibilitando 
balcões e mezaninos
https://www.somaovivo.org/artigos/acustica-um-passeio-pelo-tempo/
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?t=329537
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
CASA DA MÚSICA, Porto – Portugal (Rem Koolhaas)
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
CASA DA MÚSICA, Porto – Portugal (Rem Koolhaas)
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
http://www.smh.com.au/ftimages/2008/11/30/1227979823996.html
http://www.cestchristine.com/2011/03/2-inside-the-sydney-opera-house/
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
LEGISLAÇÃO E ACÚSTICA
Existem diversas legislações e normas técnicas federais, estaduais e municipais.
o Tratamento acústico em recintos fechados NBR 12179 NB101 - 04/1992;
o Níveis de ruído para conforto acústico NBR 10152 NB95 - 12/1987;
o Acústica - Avaliação do ruído em áreas habitadas, visando o conforto da comunidade –
Procedimento NBR 10151 – 07/2000;
o Edificações habitacionais — Desempenho Parte 4: Sistemas de vedações verticais 
internas e externas NBR 15575-4 – 2013; 
o Guia para Execução de serviços de medição de ruído aéreo e avaliação dos seus efeitos 
sobre o homem NBR 7731 – 02/1983;
o Plano Urbanístico Regional (PUR) das Praias da Baía– ANEXO II – Tabela 1 LEI 1967 –
04/2002; (cada município pode legislar em relação aos níveis sonoros);
o Fixação de valores de redução de nível de ruído para tratamento acústico de edificações 
expostas ao ruído aeronáutico NBR8572 NB865 - 08/1984;
o Avaliação de projetos e instalações de salas de projeção cinematográfica NBR12238 
NB1187 - 11/1988;
o Acústica - Avaliação do ruído em áreas habitadas, visando o conforto da comunidade -
Procedimento NBR10151 NB1095 - 06/2000;
o Barreiras acústicas para vias de tráfego - Características construtivas NBR14313 data 
05/1999.
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
As múltiplas reflexões do som num ambiente causa a 
reverberação
Fonte: Eng. Pedro P. R. Nishida
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Reverberação do Som
• Em ambientes fechados o som permanece por um 
tempo se refletindo até que decaia de 60dB da 
intensidade inicial
• A absorção do som, pelos materiais, é seletiva em 
relação às frequências
• A distribuição espacial do som não é homogênea
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Fundamentos 
teóricos
campo direto e 
campo 
reverberante
Fonte: Eng. Pedro P. R. Nishida
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
“O Tempo de Reverberação deve estar de acordo com o uso do espaço, 
não devendo ser longo em demasiado para não perturbar a clara 
percepção do som, mas, também, não ser pequeno ou curto demais, o 
que prejudica a percepção de alguns tipos de fontes sonoras.”
(LOSSO, 2003)
• A reverberação prejudica bastante a inteligibilidade das palavras num
ambiente;
• Ao pronunciar-se uma palavra com várias sílabas, os sons se
sobrepõem;
• Quando a fala é muito rápida ou a reverberação é grande, mesmo as
pausas entre as palavras se tornam preenchidas com o som
reverberante.
Fonte: Eng. Pedro P. R. Nishida
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Te
m
p
o
 ó
ti
m
o
 d
e
 R
ev
e
rb
e
ra
çã
o
Para cada atividade e para cada volume de sala existe um 
tempo ideal de decaimento sonoro.
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Estudos identificaram uma correlação entre o volume de uma sala e o seu 
tempo de reverberação: quanto maior o volume da sala, maior tende a ser o 
seu tempo de reverberação.
A quantidade de superfícies absorventes ou refletivas também influenciará o 
tempo de reverberação.
Fonte: Eng. Pedro P. R. Nishida
https://wsdg.com/wp-content/uploads/fig.-2-simulation-results.jpg
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
CCE0136– Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Fórmula de Sabine
O tempo de Reverberação (60dB) é calculado em função do volume da sala em 
m3 (V) e da absorção total (A) da sala.
A absorção total é calculada por:
Onde,
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Exercício: Cálculo do TR desta sala
T tempo em segundos
V volume em m3
a absorção (adimensional)
A total de absorção em Sabines
QuantidadeUnidade
Material a A a A a A
Ar m3
Piso Cerâmico m2
Parede de Gesso m2
Teto m2
Pessoas com Cadeiras Unidade
Porta m2
Janelas m2
Total
250Hz 500Hz 2000Hz
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Pastilha de cerâmica 0,012 - 0,015 0,016 - -
Ar por m3 - - - 0,003 0,007 0,02
Gesso + comp. 2cm + bloco de concreto
20cm + comp. + gesso 0,43 0,47 0,47 0,55 0,58 0,60
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
FÓRMULA DE EYRING-NORRIS
 Apesar de ser aplicável a todas as salas, sejam essas vivas,
médias ou surdas, esta fórmula dá previsões mais
aproximadas nos recintos.
 Esta fórmula é mais interessante quando houver grandes
diferenças de valores de absorção para as diversas porções
das paredes ou quando os elementos com absorções
diferentes estiverem bem misturados e regularmente
distribuídos em todo contorno.
)1ln(*
*161.0



i
Si
V
TR
Fonte: Eng. Pedro P. R. Nishida
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
FÓRMULA DE MILLINGTON-SETTE
 A fórmula de Millington Sette é pouco utilizada, sendo obtida
substituindo-se na fórmula de Eyring-Norris a média aritmética
dos coeficientes pela sua média geométrica.
Fonte: Eng. Pedro P. R. Nishida
)1(*
*07,0
iLogSi
V
TR
i



CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
É preciso conciliar duas condições contraditórias:
• Quanto maior TR num recinto, tanto mais alto o nível sonoro ao estabelecido por uma
dada fonte, pois grande reverberação significa pouca absorção;
• Quanto maior TR num recinto, menor a inteligibilidade da palavra falada e menor a
nitidez da música produzida, pois o prolongamento de sons já emitidos mascara, em
parte, os novos sons que se sucedem. Fonte: Eng. Pedro P. R. Nishida
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
T tempo em segundos
V volume em m3
a absorção (adimensional)
A total de absorção em 
Sabines
CCE0136 – Conforto Ambiental e Eficiência Energética II
Coeficientes de absorção