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Introdução à Acústica Arquitetônica Conceitos Básicos para Arquitetos Disciplina: Conforto Ambiental - Acústica Prof ª Elisangela Cristina Sorano Gonçalves Áreas da Acústica • Acústicas de salas; • Controle de Ruídos; • Acústica nas edificações ou arquitetônica (engloba parte das anteriores); • Acústica Ambiental (community noise). 1. O Som • Origina-se a partir da vibração das partículas do meio. • Partículas do Meio = Ar e Materiais de construção. • Captado pelo ouvido humano quando propaga-se pelo ar ou através da superfície que separa dois ambientes. • Propagam-se pelo ar devido a pequenas alterações na pressão atmosférica, ondas sonoras. Figura 01: Onda Sonora Figura 02: Ondas na superfície de um lago Ao sofrer estímulo sonoro as partículas do ar são submetidas a sucessivas compressões e rarefações o movimento de uma partícula provoca a vibração da partícula vizinha propagação sonora (Fig. 03 e 04). Figura 04: Propagação da Onda Sonora Figura 03: Vibração sonora – movimento das partículas 1.1 Amplitude ou Intensidade A pressão exercida sobre a atmosfera determina o deslocamento da partícula em relação ao seu centro de equilíbrio amplitude (intensidade). Figura 05: Amplitude de Onda Sonora • Número de vezes que uma partícula completa um ciclo de compressão e rarefação num intervalo de tempo (Fig. 06). • Medida em Hertz (Hz) = nº ciclos por segundo. • Freqüências audíveis ao homem: de 20 a 20.000 Hz. 1.2 Frequência Figura 06: Frequência da Onda Sonora • Freqüência alta = Som agudo. • Freqüência baixa = Som grave. • Tom puro = Uma única freqüência (diapasão). • Tom complexo = Mais de uma freqüência. Figura 07: Diapasão • Comprimento de onda: Distância entre duas vibrações sucessivas a partir de uma fonte – distância que o som percorre a cada ciclo completo de vibração. Figura 08: Comprimento de Onda Sonora • A correlação entre frequência e comprimento de onda é de fácil percepção – quanto maior a frequência menor o comprimento de onda. Essa relação é dada por: λ= C f onde: λ = comprimento de onda de uma onda sonora ; c = velocidade da propagação do som (no ar= 344m/s ) f = frequência da onda (Hz). Figura 09: Frequências Audíveis e comprimento de Onda Sonora Diferença entre altura e volume: • Altura = Frequência • Volume = Amplitude (intensidade) • Portanto a expressão utilizada “aumentar o volume” de um som é, na prática, “aumentar a sua intensidade (amplitude)” e não a sua altura (freqüência). • Timbre = Forma como as frequências se combinam, constituindo o espectro sonoro. Figura 10: Sons de mesmas frequências, porém com timbres diferentes. • Direcionalidade: tendência das fontes sonoras irradiarem mais energia em determinada direção. • Voz Humana: médias e baixas frequências distribuem-se mais uniformemente, com ângulos mais abertos em relação à fonte, porém as altas tendem a concentrar-se no eixo longitudinal. • Perda da inteligibilidade do som quando o receptor afasta-se do eixo longitudinal da fonte. • Para manter-se o padrão sonoro da voz humana deve-se manter um ângulo de 90° em relação ao eixo longitudinal – 45° para cada lado da fonte. • A onda sonora tende a propagar-s esfericamente. • A intensidade do som (W/m2) decai a medida que o receptor se afasta da fonte – aumento da área de distribuição da energia. 2. Intensidade sonora e Sensibilidade Auditiva • A potência necessária para uma fonte produzir som é muito pequena (10-12 W) – para o ouvido perceber o som a flutuação da pressão do ar é mínima (2x10-5 N/m2). • A percepção do ouvido para a pressão sonora (intensidade sonora), não é linear – dobrando-se o seu valor o ouvido não irá perceber o som como sendo duas vezes mais intenso. • Para facilitar os estudos acústicos, a escala de pressão é substituída pelo Decibel (dB) uma escala logarítmica. • A variação entre o limite da audição e o limiar da dor corresponde em decibéis de 0 a 120 dB. Figura 11: Frequências audíveis (dB) • Utiliza-se o decibel para se medir o Nível de Intensidade Sonora (NIS) e o Nível de Pressão Sonora (NPS). • Como a propagação sonora é esférica a queda real de intensidade, à medida que dobramos a distância (raio) entre a fonte e o receptor, corresponde ao nível sonoro de 6 dB. Figura 12: Distribuição da energia sonora com a distância • Valores em decibéis não podem sofrer uma adição simples (escala logarítimica). • Quando 2 fontes sonoras se sobrepõem, o nível de pressão sonora aumenta, no máximo, 3 dB. • Quando duas fontes sonoras estão ativas ao mesmo tempo a adição é feita de acordo com a tabela a seguir: Diferença NPS Acrescentar 0 a 1 dB 3 dB 2 a 3 dB 2 dB 4 a 8 dB 1 dB Acima de 9 dB 0 dB • Uma fonte sonora pode mascarar a outra. • A percepção das 2 fontes depende dos níveis sonoros e das freqüências. • Mascaramento: maior manifestação quando as freqüências das fontes são similares. • Freqüências mais baixas maior efeito de mascaramento sobre as mais altas. 3. Mascaramento Sonoro • Grau de atenção do ouvinte para a fonte de interesse influi no mascaramento. • Para que um som não seja mascarado seu nível de intensidade sonora deve ser pelo menos 15 dB acima do som mascarante. SOUZA, L. C. L.; AMEIDA, M. G. e BRAGANÇA, L. Bê-a-bá da acústica arquitetônica: ouvindo a arquitetura. 1 Ed. - Edufscar. 2009. 149p. Referências
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