Roteiro resumido para Calculo de Conforto Acústico

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Roteiro resumido para Calculo de Conforto Acústico
A importância -Conforto Acústico 
                 A importância -Conforto Acústico
    Poluição sonora é um dos grandes causadores de reclamações, não é raro ouvir relatos de discursões em entre moradores por cousa de barulho em excesso, principalmente em grandes cidades. Segundo o arquiteto Fábio Rocha, a partir de 50 DB, os efeitos negativos começam a ser percebidos, e danos podem ser causados em curto prazo e outros levam anos para ser notados.
    A Norma Brasileira (NBR) 10152 estabelece índices de ruídos para cada ambiente: escritórios, salas de reunião, 30-40dB; salas de gerência, salas de projetos e de administração, 35-45 dB; salas de computadores, 45-65 DB; pavilhões fechados para espetáculos e atividades esportivas, 45-60; e para as residências os patamares aceitáveis são: dormitórios, 35-45 db; salas de estar, 40-50 db. A Pro Acústica Associação Brasileira para a Qualidade Acústica, disponibiliza uma série de cartilhas que indica quais são os níveis aceitáveis para um bom conforto acústico.
Lembrando ainda que o conforto acústico engloba duas variáveis principais, a absorção do ruído e a isolação de ruídos, ambos de grande importância. A absorção é o quanto do ruído o material absorve em diferentes frequências, quanto mais porosos é o material mais ele absorve o ruído, o índice que indica a absorção é o NRC (Noise Reduction Coefficient),valor que indica a percentagem de ruído absorvido. Já a isolação acústica é quanto o material não deixa o ruído passar, o índice que indica essa isolação é o DB, quanto mais denso é o material mais ele isola, também quanto maior o índice mais ele retém o ruído.
   Prever os ruídos das vias e dos vizinhos é de grande importância ao elaborar um projeto arquitetônico pois se os ruídos não atenderem a norma é passível de ação judicial segunda o código de defesa do consumidor, nos próximos post irei apresentar os cálculos necessários estimativa de ruídos usando a "equação de Josse",cálculos esses que será divido em 4 tópicos, 1° Cálculo do ruído externo da via, 2 Cálculo de amortização de ruídos pela barreira-Conforto Acústico, 3° Absorção do ruído pelos materiais do ambiente (Sabine),  4° Redução do ruído pela fachada principal
Referências
Cartilhas da Pro acústica
Artigo do Arquiteto Fábio Rocha
1 Cálculo de ruídos externo da via-Conforto Acústico 
1 Cálculo de ruídos externo da via-Conforto Acústico
Para exemplificar o processo do cálculo irei me basear em um exercício que está no site da FAUUSP, exercício esse que foi adaptado para ser condizente com os parâmetros encontrados hoje em São Paulo-SP, ao final do post irei colocar os links para que sejam feitos os exercícios contidos no site. Lembrando que irei apresentar os passos levando em consideram a bagagem adquirida em aulas presenciais, visto que alguns termos não são comumente usados no dia-a-dia.
Apresento a Equação de Josse.
Temos então as variáveis da equação onde Q é a quantidade de veículos por hora, d é a distância do eixo da via até a fachada e Cv,C% e Ci são as correções, repectivamento correção de velocidade da via, correção de percentagens de veículos pesados e Ci é a correção da inclinação da via.
Como o resultado da equação será dada em Db(A), precisamos de uma curava de referência para que seja possível analisar o ruído por frequência. Para que não sejam feitas medições no local, que seria o mais correto, podemos pegar uma curvas base para prosseguir com a medição.
Temos ainda o filtro (A) de ponderação que diz respeito as ondas sonora percebida pelos nossos ouvidos. O filtro (A) deve ser retirado da faixa de frequência para dar prosseguimento ao cálculo deixando assim a frequência em DB.
  Apresentado as variáveis vamos ao exercício proposto.
1)      ESTABELECER O NÍVEL SONORO EM dB(POR OITAVA) QUE CHEGA EM UMA FACHADA SITUADA A 13m DE UMA VIA EXPRESSA COM AS SEGUINTES CARACTERÍSTICAS.:
10.000 VEÍCULOS/HORA; 50 km/h VELOCIDADE;  VIA PLANA;  35% VEÍCULOS PESADOS
                                        Hz     125     250     500     1000     2000    4000
 Curva Padrão   dB                    75        74      72        70          68        64     
FILTRO (A)                             -16         -9     -3          0           +1        +1
Passo 1.1-Eq.Josse
L=52+10log(Q/d)+Cv+C%+Ci
Dados:
Q=10.000 v/h
D=13m
Cv=-1
C%=+2
Ci=0
L=52+10log(10.000/13)-1+2+0= 82db(A)     (Por arredondamento)
Passo 1.2-Somar a curva de referecia usando a tabela de log
Hz       Curv.Refe.                   
125         75(78-75=3 soma-se 2 ao maior =80)
250         74(76-74=2 soma-se 2 ao maior =78)
500         72(73-72=1 soma-se 3 ao maior =76)
1k           70(70-69=1 soma-se 3 ao maior=73)
2k           68(64-68=4 soma-se 1 ao maior =69)
4k           64  
    Temos então 80db(A) na curva de referência, agora subtraímos o valor achado na equação de Josse pelo valor da curva de referência(82-80=2).Como o calor da eq. Josse é maior que a curva de referência devemos somar 2 em cada Hz, se fosse o contrário deveríamos subtrair o valor em cada frequência. Assim criamos uma curva paralela a curva de referência.
Passo 1.3 Curva paralela a curva de referencia
Hz       Curv. Refe.       Curv.Real                                
125         75+2                   77
250         74+2                   76
500         72+2                   74
1k           70+2                   62
2k           68+2                   70
4k           64+2                   66 
Para confirmar se a curva está correta podemos somar as frequências usando a tabela de log, o resultado tem que dar 82db(A).
Passo 1.4 Conversão da curva efetiva em db(A) para DB.
    Após a criação da curva real deve-se converter a curva de db (A) para DB. Para isso devemos colocar o filtro de ponderação(A) com o sinal invertido deixando assim a curva em BD.
Hz         Curv. Real      Filtro (A) Sinal invertido     Curva em BD                      
125           75                   +16                                           91
250           73                   +9                                             82
500           71                   +3                                             74  
1k             69                    0                                              69    
2k             67                   -1                                              66 
4k             63                   -1                                              62  
Temos então a curva de ruído externo(Le) em DB. Como o exercício não tem uma barreira de amortização o primeiro passo se encerra por aqui, no segundo passo veremos o mesmo exercício com uma barreira.
Fonte
https://pt.wikipedia.org/wiki/Decibel%C3%ADmetro
http://www.fau.usp.br/cursos/graduacao/arq_urbanismo/disciplinas/aut0278/index.html 
2 Cálculo de amortização de ruídos pela barreira-Conforto Acústico 
 2 Cálculo de amortização de ruídos pela barreira-Conforto Acústico
Para o cálculo do ruído externo temos ainda a possibilidade de acrescentar uma barreira acústica antes do ruído atingir a fachada, para isso devemos desenha em escala a via e a fachada com as dimensões entre o emissor do ruído e o receptor. Vamos então simular uma barreira no exercício do passo 1 com as seguintes características.   
2.1 Desenhar a via em escala.
2.2 Depois de ter desenhado as características da via devemos traçar as linhas de som para calcular a altura efetiva do ruído.
2.3 Com isso conseguimos ver quanto a barreira segura o ruído analisando o gráfico abaixo. Vemos então a barreira consegue amortece 9 db(A) do ruído da via.
2.4 Esse valor deve ser subtraído no valor encontrado na eq.de Josse, no caso do exercício proposto o valor encontrado foi 82db(A). Com isso temos que o ruído que chega na facha é 79db(A) – 9db(A)=73db(A). A partir daqui prosseguimos os passos a partir do passo 1.2.
HzCurv. Refe.                   
125         75(78-75=3 soma-se 2 ao maior =80)
250         74(76-74=2 soma-se 2 ao maior =78)
500         72(73-72=1 soma-se 3 ao maior =76)
1k           70(70-69=1 soma-se 3 ao maior=73)
2k           68 (64-68=4 soma-se 1 ao maior =69)
4k           64  
Pois bem, encontramos 80db(A) na curva de referência e  73db(A) do ruído externo, subtraindo os dois temos 7db(A) de diferença. Como a curva de referência é maior temos subtrair 7db(A) para que tracemos uma curva paralela.
Passo 1.3 Curva paralela a curva de referência
Hz       Curv. Refe.        Curv. Real                                
125         75-7                   68
250         74-7                   67
500         72-7                   65
1k           70-7                   63
2k           68-7                   61
4k           64-7                   57 
Para conferir se a curava está correta podemos somas os itens dois a dois usando a tabela de log, o valor tem que dar 73db(A).
Passo 1.4 Conversão da curva real em db(A) para DB.
Hz         Curv.Real      Filtro(A) Sinal invertido     Curva em BD                      
125           68                  +16                                            84
250           67                   +9                                             76
500           65                   +3                                             68  
1k             63                     0                                             63    
2k             61                   -1                                              60 
4k             57                   -1                                              56  
Agora a curva de ruído externo (Le) em DB está concluída com a amortização da barreira.
Se você é igual a mim que tem que ter certeza de que a conta está correta podemos utilizar uma planilha desenvolvida pelo Departamento de tecnologia da FAUUSP (Acusitico 3.0), vou disponibilizar o link e o print do exercício proposto utilizando essa planilha.  
Dowload da Planilha Acústico 3.0
http://fau.usp.br/pesquisa/laboratorios/labaut/conforto/index.html
ROTEIRO DE CÁLCULO PARA ACÚSTICA DIAGNÓSTICO, PROJETO E AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO
http://www.fau.usp.br/cursos/graduacao/arq_urbanismo/disciplinas/aut0268/Aut_268_roteiro_acustica.pdf
ROTEIRO PARA CONFORTO ACÚSTICO NO PROJETO DE ARQUITETURA
http://www.fau.ufrj.br/apostilas/conforto_claudia/nova/arquivos/aulas_amb2/acustica/SOM-PROJETO-TEXTO_15_06.pdf
3° Absorção do ruído pelos materiais do ambiente (Sabine) 
3° Absorção do ruído pelos materiais do ambiente(Sabine)
Depois de termos feitos os passos 1 e  2, temos agora de saber o quanto de ruído o ambiente retém, quanto mais materiais absorvente menos o som irá reverberar, praticamente todos os materiais tem a propriedade de absorver o ruído, alguns mais outros menos. Para facilitar a consulta dessas informações a FAU USP disponibiliza uma planilha (Bd_Acustica_Versao_1.2), com um vasto banco de dados, existe ainda a possibilidade de acrescentar outros itens a ela. 
3.1 Levantamentos dos matérias do ambiente. Para encontrar o coeficiente a absorção do ambiente é necessário que multipliquemos a área quadrada de cada material por seu coeficiente de absorção em cada frequência e em seguida somamos os coeficientes de absorção em cada frequência assim encontramos o total de absorção do ambiente. 
Fazendo o exercício abaixo temos as seguintes absorção por frequência 
1)      ESTABELECER QUAL A ABSORÇÃO DO RECINTO QUE MEDE 3,0 X 4 ,0 ALTURA 2,7
       COM FACHADA EM CORTINA DE VIDRO NA FACE 3,0x2,7m.
ABSORÇÃO
	Hz
	125
	250
	500
	1000
	2000
	4000
	VIDRO
	0.18
	0.06
	0.04
	0.03
	0.02
	0.02
	8,1m²
	1,45
	0,48
	0,32
	0,24
	0,16
	0,16
	CARPETE 16 mm PISO
	0.20
	0.04
	0.35
	0.40
	0.37
	0.75
	12m²
	2,4
	0,48
	4,2
	4,8
	4,44
	9,00
	ALVENARIA PINTADA
	0.12
	0.01
	0.02
	0.02
	0.02
	0.02
	28,74m²
	3,44
	0,28
	0,57
	0,57
	0,57
	0,57
	GESSO PINTADO TETO
	0.12
	0.09
	0.07
	0.05
	0.05
	0.04
	12m²
	1,44
	1,08
	0,84
	0,6
	0,06
	0,48
	MADEIRA PORTA  2.1X.80m
	0.01
	0.04
	0.05
	0.05
	0.04
	0.04
	0,96m²
	0,00
	0,03
	0,04
	0,04
	0,03
	0,03
	Total de Absorção
	8,73
	2,35
	5,97
	6,25
	5,25
	10,24
Planilha(Bd_Acustica_Versao_1.2) 
http://fau.usp.br/pesquisa/laboratorios/labaut/conforto/index.html
Reverberação
https://pt.wikipedia.org/wiki/Reverbera%C3%A7%C3%A3o
 4° Redução do ruído pela fachada principal 
 4° Redução do ruído pela fachada principal
    Com as informações obtidas dos passos 1,2 e 3 podemos estabelecer o quando de ruído efetivo chega no receptor. Para esclarecer os passos até aqui primeiramente foi cálculo do o nível de ruído esperado na fachada, quanto desse ruído é estancando pela barreira, caso tenha, quanto desse ruído passa pela fachada e é absorvido pelo ambiente e por fim quanto chega efetivamente no receptor.
4.1 Usando a formula abaixo temos as seguintes variáveis, temos Li que é o ruído interno, Le ruído externo até a fachada quanto do ruído é reduzido pelos materiais da fachada, S é a área do material por onde o ruído passa e A é absorção dos materiais no ambiente. Lembrando que a unidade trabalhada aqui é DB.
Com os termos apresentados vamos fazer o exercício abaixo.
1)      CONHECENDO A CURVA DO RUÍDO EXTERNO (Le) E A ABSORÇÃO INTERNA (A) ESTABELECER O NÍVEL DE RUÍDO EM dB(A) QUE CHEGA AO OUVIDO DO OBSERVADOR, NO INTERIOR DO QUARTO CUJA FACHADA É COMPOSTA DE ALVENARIA E VIDRO, SENDO A FACE QUE RECEBE O RUÍDO MEDINDO 3,0 x 2,7m E A JANELA MEDINDO 2,0 x 1,2m.
	Hz
	125
	250
	500
	1000
	2000
	4000
	CURVA DO RUÍDO Le   dB
	91
	82
	74
	69
	66
	62
	R   do VIDRO LAMINADO  dB
	26
	29
	33
	36
	35
	39
	R  da   ALVENARIA  dB
	 27
	30
	35
	39
	43
	45
	ABSORÇÃO ACÚSTICA – A
	8,73
	2,35
	5,97
	6,25
	5,25
	10,24
Formula:     Li = (Le - R) + 10 Log (S/A)
Li-125(vidro) = (91 - 26) + 10 Log (2,4/8,73)=58DB
Li-125(Alv.) = (91 - 27) + 10 Log (5,7/8,73)=62DB
Somando as duas frequências usando a tabela de Log temos que (59DB-62DB=4, somamos 1 ao maior número, ficando assim um ruído interno de 63DB em 125hz. 
Li-250(vidro) = (82 - 29) + 10 Log (2,4/2,35)=63 DB
Li-125(Alv.) = (82 - 30) + 10 Log (5,7/2,35)= 56DB
Somando as duas frequências usando a tabela de Log temos que (63DB-56DB=7, somamos 1 ao maior número, ficando assim um ruído interno de 64DB em 250hz. 
Li-500(vidro) = (74 - 33) + 10 Log (2,4/5,97)=37 DB
Li-500(Alv.) = (74 - 35) + 10 Log (5,7/5,97)= 39DB
Somando as duas frequências usando a tabela de Log temos que (37DB-39DB=2, somamos 2 ao maior número, ficando assim um ruído interno de 41DB em 500hz. 
Li-1k(vidro) = (69 - 36) + 10 Log (2,4/6,25)= 26DB
Li-1k(Alv.) = (69 - 39) + 10 Log (5,7/6,25)= 30DB
Somando as duas frequências usando a tabela de Log temos que (30DB-27DB=4, somamos 1 ao maior número, ficando assim um ruído interno de 31DB em 1khz. 
Li-2k(vidro) = (66 - 35) + 10 Log (2,4/5,25)= 28DB
Li-2k(Alv.) = (66 - 43) + 10 Log (5,7/5,25)= 23DB
Somando as duas frequências usando a tabela de Log temos que (28DB-23DB=5, somamos 1 ao maior número, ficando assim um ruído interno de 29DB em 2khz. 
Li-4k(vidro) = (62 - 39) + 10 Log (2,4/10,24)= 17DB
Li-4k(Alv.) = (62 - 45) + 10 Log (5,7/10,24)= 13DB
Somando as duas frequências usando a tabela de Log temos que (17DB-13DB=4, somamos 1 ao maior número, ficando assim um ruído interno de 18DB em 4khz. 
Hz         Ruido Inter.em BD                     
125               63
250               64
500               41 
1k                 31   
2k                 29
4k                 18 
Analisando o ruído interno vermos que os sons graves são os menos absorvidos.
4.2 Para comparar com a norma devemos transformar DB em db(A) voltando o filtro de ponderação (A),o resultado em db(A) deve ser apresentado em um único número por isso devemos somasas frequências usando a tabela de Log.
Hz         Curv.DB      Filtro(A)       Curva em db(A)                     
125           63                   -16              45                             
250           64                   -9                55                             
500           41                   -3                38                              
1k             31                    0                31                                               
2k             29                   +1               30                               
4k             18                   +1               19                                
Temos então que o ruído em db(A) que chega no receptor é de 55db(A), comparando com a norma (NBR 10152), vemos que se o ambiente analisado fosse um dormitório o ambiente não estaria em conformidade com a legislação.  
    A Norma Brasileira (NBR) 10152 estabelece índices de ruídos para cada ambiente: escritórios, salas de reunião, 30-40dB; salas de gerência, salas de projetos e de administração, 35-45 dB; salas de computadores, 45-65 DB; pavilhões fechados para espetáculos e atividades esportivas, 45-60; e para as residências os patamares aceitáveis são: dormitórios, 35-45 db; salas de estar, 40-50 db. 
Usando a planilha Acustico_3.0 teve uma diferença de 4db(A), que pode ter sido causada pelos arredondamentos ou pelos tipos de ensaios de redução/absorção estão inseridos na planilha, mesmo com essa diferença a planilha ajuda bastante.