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Área de Inovação e Tecnologia - Artigo ISOLAMENTO TÉRMICO E ACÚSTICO COM MANTA DE FIBRAS DE POLIPROPILENO Ismael Filipe De Nardi 0108744, Andriel Nicolas da Silva 0228467 a Graduação em Engenharia Civil do Centro Universitário da Serra Gaúcha Professor Avaliador Prof. MSc. Barbara Jordani. Resumo No Brasil, a norma 15575/2013, vem sendo abordada com maior firmeza no setor da construção civil, isso para que se possa obter maiores benefícios as edificações construídas, afim de que o usuário possa ter uma melhor qualidade de vida na edificação. No presente trabalho foi abordado o uso das mantas de polipropileno para o isolamento térmico e acústico da edificação. Ainda em meio a adaptações da NBR 15575 no setor da construção civil, podemos ver que algumas empresas já vem usando os diferentes tipos de manta para viabilizar o isolamento necessário na edificação. Palavras-chave: Isolamento. Acústica. Térmico. Polipropileno. Fibra. 1 INTRODUÇÃO Nos dias atuais muito se pensa sobre proporcionar conforto térmico e acústico nas edificações, para isso a Norma ABNT NBR 15575, de julho de 2013, aponta uma série de itens que devem ser abordados ou pelo menos levados como embasamento na hora de projetar a edificação para que antes, durante e após a obra possa se chegar ao resultado final requerido que é o isolamento térmico e acústico adequado. Por mais que a norma seja datada de 2013, apenas nos últimos anos ela vem sendo cobrada e instigada entre as construtoras com maior firmeza, afim de que se possa construir edificações energeticamente eficientes, e gerando economia para o consumidor e sustentabilidade para o meio ambiente. No presente trabalho foi abordado o uso das mantas de polipropileno para o isolamento térmico e acústico da edificação. Área de Inovação e Tecnologia - Artigo 2 2 REFERENCIAL TEÓRICO 2.1 Isolamento termo-acústico No Brasil, o isolamento acústico era obrigatório em edifícios habitacionais de até cinco pavimentos, mas com a revisão feita na NBR 15.575 restabeleceu critérios e métodos de avaliação para alguns sistemas que compõe uma edificação, como conforto térmico e acústico. A principal mudança foi a abrangência da normativa, em relação ao isolamento acústico, onde todos os edifícios novos construídos, independentemente do número de pavimentos, devem atender às especificações acústicas a fim de garantir a qualidade de vida dos que nele residem. As maiores intervenções ocorreram nas áreas de vedações verticais internas e a isolação de ruídos aéreos sofreu a principal modificação. O critério relativo à isolação entre apartamento e hall foi substituído pelo relativo à isolação entre apartamentos. E, dentre as melhorias estabeleceu-se o desempenho mínimo de 45 decibéis de isolamento acústico para paredes geminadas entre dormitórios e demais ambientes, além da espessura das paredes de alvenaria, que agora passam de 9 para 15 centímetros (EMARKET, 2015). Ainda, em relação ao isolamento térmico, podemos dizer que não mais é apenas um item de acabamento e conforto, mas um elemento primordial para viabilizar as construções e torna-las mas sustentáveis e eficientes do ponto de vista energético. A adoção de novos materiais e de processos de aplicação e instalação tecnicamente mais sofisticados são fundamentais na construção civil. A indústria tem desenvolvido novos materiais com coeficientes de isolamento mais eficientes, possibilitando obter, mediante variações de sua composição, resultados acústicos e térmicos satisfatórios que atendam às necessidades do usuário. Portanto, é importante entender sobre condutividade térmica e dissipação sonora, além de um conhecimento da NBR 15575, para que assim o projetista possa escolher de forma eficaz qual o material que irá responder ao objetivo desejado. Área de Inovação e Tecnologia - Artigo 3 2.2 Condutividade térmica A condutividade térmica (λ) quantifica a habilidade dos materiais de conduzir energia térmica. Estruturas feitas com materiais de alta condutividade térmica conduzem energia térmica de forma mais rápida e eficiente do que estruturas análogas feitas com materiais de baixa condutividade térmica. Desta maneira, materiais com alta condutividade térmica são utilizados em dissipadores térmicos e materiais de baixa condutividade térmica são utilizados na confecção de objetos que visam a prover isolamentos térmicos. Esta, que é uma propriedade do material e não do objeto, guarda íntima relação com a equação de transporte de Boltzmann. Que é utilizada para o estudo e análise dos fenômenos de transporte, envolvendo gradientes de temperatura e densidade. Geralmente, a equação de transporte de Boltzmann é utilizada no estudo do transporte de calor e carga, fornecendo informações sobre propriedades de transporte como condutividade elétrica e térmica. O resultado da medição da condutividade térmica pode ser baseado na equação (1) : (Eq. 1) Onde: Q – Quantidade de calor conduzido (W); F – Área através do qual o calor é conduzido (m); τ – Tempo de condução de calor (min.); Δ T – Queda de temperatura (K); σ - Espessura da amostra (m). ou ainda pela equação (2) (Eq. 2) Onde: ρ – Densidade (kg/m³); cp – Calor específico (cal/g◦C); Área de Inovação e Tecnologia - Artigo 4 a – Difusidade térmica (mm²/s). 2.3 Dissipação sonora e onda sonora Uma onda sonora pode ser definida como uma perturbação que se propaga a presença de um meio material (sólido, liquido ou gasoso) e que se emitida com frequência variando entre 20 e 20000Hz pode ser percebida pelo aparelho auditivo humano. Essa perturbação é produzida a partir de uma fonte sonora representada por um corpo que vibra, gerando nas partículas/moléculas do meio ao seu redor áreas de compressão e rarefações. Isso provoca uma variação de pressão que é comunicada as partículas da vizinhança por meio de ondas longitudinais tridimensionais, transferindo energia em todas as direções (MARCELO, 2006). A dissipação sonora se dá devido ao movimento das partículas de ar no interior do material quando da passagem da onda sonora através dele. 2.3 NBR 15575 – Desempenho acústico Na construção civil, pelo avanço tecnológico, as estruturas foram ficando mais leves, as paredes menos espessas, as janelas e portas, mais finas. Ou seja, houve um processo de redução do peso das construções, com o intuito de economizar. Dessa maneira, o conforto acústico foi um dos itens que mais sofreu, pois o isolamento acústico é regido, a grosso modo, pela lei das massas: quanto mais densa e pesada é uma laje, uma parede, uma porta ou uma janela, menos ruídos são transmitidos através delas (AKKERMAN, 2015). Na NBR 15575, para o desempenho acústico, se divide em dois tipos de ruídos: aéreo e de impacto; e estabelece critérios mínimos de aceitabilidade do sistema, sendo possível classificar de acordo com o desempenho em três categorias: mínimo (M), intermediário (I) e superior (S). Nas tabelas 1, 2, 3, 4 e 5, abaixo, apresentam-se os parâmetros utilizados para os critérios de acústica: Área de Inovação e Tecnologia - Artigo 5 Tabela 1 = Critérios para ruído aéreo de sistemas de vedação vertical interno Tabela 2 = Critérios para ruído aéreo de sistemas de vedação vertical externo – fachadas – e sistemas de cobertura Área de Inovação e Tecnologia - Artigo 6 Tabela 3 = Critérios para ruído aéreo de sistemas de piso Tabela 4 =Critérios para ruído de impacto de sistemas de piso Tabela 5 = Critérios para ruído de impacto de sistemas de cobertura 2.4 NBR 15575 – Desempenho térmico O objetivo da NBR 15575 é garantir desempenho térmico de acordo com o tipo de clima em que a edificação está inserida. A edificação deve reunir características Área de Inovação e Tecnologia - Artigo 7 que possam atender às exigências de desempenho térmico, considerando a zona bioclimática em que está inserida, avaliada sob as condições naturais da edificação A norma estabelece dois métodos para a avaliação do desempenho térmico dos edifícios: o método simplificado e o detalhado. O método simplificado apresenta limites para as propriedades térmicas dos componentes construtivos: transmitância e capacidade térmicas. Caso os componentes da envoltória de uma edificação, paredes e cobertura, não atendam aos limites estabelecidos para estas grandezas, é possível efetuar-se uma avaliação através do método detalhado, que consiste na simulação computacional do comportamento térmico do edifício ou em medição dos parâmetro térmicos no local. O valor máximo diário da temperatura do ar interior de recintos de permanência prolongada, sem a presença de fontes internas de calor (ocupantes, lâmpadas, outros equipamentos em geral), deve ser sempre menor ou igual ao valor máximo diário da temperatura do ar exterior. Abaixo tabela 6 e 7, referente aos critérios adotados em relação ao desempenho térmico da edificação: Tabela 6 = Critérios de avaliação de desempenho térmico para o verão Tabela 7 = Critérios de avaliação de desempenho térmico para o inverno Área de Inovação e Tecnologia - Artigo 8 2.5 Requisitos entre lajes NBR15575. Os sistemas de pisos podem ser compostos pelos seguintes elementos: Camada estrutural: Laje: Diversas morfologias: pré-moldada (concreto, EPS, cerâmica, etc.), ou concreto armado “in loco”. Seu desempenho de isolamento ao ruído aéreo (Dnt,w) e de impacto (L’nt,w) dependem das suas propriedades (densidade, espessura, dimensões e características estruturais de contorno). Elementos opcionais: Contrapiso: • Normal de argamassa de cimento/areia. • Contrapiso flutuante: Interpondo um material resiliente entre a laje e o contrapiso, o que melhora consideravelmente o isolamento ao ruído aéreo e de impacto da laje, podendo-se atingir índices Intermediário ou Superior, dependendo da tipologia. Requisitos A NBR 15575-3 estabelece os limites mínimos de isolamento acústico ao ruído aéreo e de impactos Fig.1: Fig.1 – Isolamento a ruídos de impacto em pisos Área de Inovação e Tecnologia - Artigo 9 2.6 Requisitos para vedações verticais NBR15575. Fig. 2 – Classificação do Rw de vedações verticais para ensaios em laboratórios 2.7 Lei de Fourier A lei da condução térmica, também conhecida como lei de Fourier, estabelece que o fluxo de calor através de um material é proporcional à temperatura. Diz que a quantidade de calor Q que atravessa uma parede, sob uma diferença de temperatura constante, é diretamente proporcional à área da secção transversal A, à diferença de temperatura (Dq) entre as regiões separadas pela parede e ao tempo (Dt) de transmissão e inversamente proporcional à extensão atravessada, ou espessura (e) da parede. A quantidade de calor que atravessa as paredes do recipiente é diretamente proporcional à diferença entre as temperaturas, à área e ao tempo de contato. A Área de Inovação e Tecnologia - Artigo 10 quantidade de calor transmitido, de molécula para molécula, é inversamente proporcional à espessura (Dx) das paredes do recipiente. 2.8 Condutividade dos isolantes mais utilizados na construção civil Na tabela abaixo, são apresentados os materiais mais utilizados como isolantes térmicos e acústico usados na construção civil. Área de Inovação e Tecnologia - Artigo 11 Área de Inovação e Tecnologia - Artigo 12 2.9 Vantagens da manta de polipropileno x lã de vidro x lã de rocha Observa-se que, a manta de fibra de polipropileno possui vantagem em quase todos requisitos abaixo, em apresentações semelhantes, quando comparada com os materiais mais utilizados na construção civil, conforme Fig. 3. Fig. 3 – Comparativo Manta de PP x Lã de rocha x Lã de vidro 3.0 Manta 40mm – Isolamento térmico e acústico Manta de fibras de polipropileno são geralmente utilizadas em paredes do tipo Drywall. De fácil instalação, proporcionam, melhor isolamento térmico e redução acústica que os principais concorrentes. Instalação rápida, sem requerer nenhum tipo de EPI ou proteção especial (Fig. 4). Fig. 4 – Manta 40mm instalada Dados / Tipos de manta Manta de PP Lã de rocha Lã de vidro Densidade 50kg/m³ 55kg/m³ 35kg/m³ Espessura 40mm 40mm 50mm Redução sonora média 57dB 51dB 50dB Condutividade Térmica 0,022 0,034 0,034 EPI's Básico Básico Máscara, óculos, boné ou capacete, camisas de manga comprida. Flamabilidade Tipo B - Auto extinção Incombustível Incombustível Solubilidade Insolúvel em água Insolúvel em água Insolúvel em água Área de Inovação e Tecnologia - Artigo 13 3.1 Manta 5mm e 10mm – Isolamento acústico Instalação de manta em piso com a função de diminuir o ruído de impacto da unidade do pavimento superior. Instalada sob o contrapiso, com uma tela de 20x20cm (fig. 5). Fig. 5 – Manta para redução de ruído de impacto no piso 3 CONSIDERAÇÕES FINAIS Com o intuito de reestruturar a construção civil a norma de desempenho 15575/2013, determinou exigências para segurança, habitabilidade, sustentabilidade e desempenho. Em relação aos desempenhos térmico e acústico, com a tecnologia e inovações de materiais, é possível alcançar níveis ótimos de desempenho, porém algumas vezes gastando um pouco mais, mas trazendo maior retorno a curto, médio e longo prazo das edificações. Ainda em meio a adaptações da NBR 15575 no setor da construção civil, podemos ver que algumas empresas já vem usando os diferentes tipos de manta para viabilizar o isolamento necessário na edificação. 4 REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR 15575: Edifícios habitacionais de até cinco pavimentos - Parte 1: Requisitos gerais. Rio de Janeiro: ABNT, 2013. Área de Inovação e Tecnologia - Artigo 14 Absorção sonora x Isolamento acústico: entenda as diferenças. Disponível em: https://www.aecweb.com.br/cont/m/rev/absorcao-sonora-x-isolamento-acustico-entenda-as- diferencas_15424_10_0. ALESSANDRA PRATA-SHIMOMURA, DENISE DUARTE, LEONARDO MARQUES MONTEIRO, RANNY L. X. N. MICHALSKI – FAU – USP. Transmissão Sonora. 2017. BACHMANN, G. D., CRUZ, H. A., ERROBIDART, N. C. G. Relação entre proximidade da fonte sonora e atenuação da intensidade do som. Disponível em: http://pibid.sites.ufms.br/relacao-entre-proximidade-da-fonte-sonora-e-atenuacao-da- intensidade-do-som/ CONCEIÇÃO DE MARIA PINHEIRO CORREIA – IQSC/IFSC/EESC/USP. Conforto termo acústico de uma habitação de baixo custo. 2009. Disponível em: https://www2.ifsc.usp.br/portal-ifsc/wp- content/uploads/2017/03/PDF_Unico_RelatorioFCM_2009.pdf Definition of Thermal Conductivity. Disponível em:https://www.netzsch-thermal- analysis.com/en/landing-pages/definition-thermal-conductivity/. Definition of Thermal Diffusivity. Disponível em: https://www.netzsch-thermal-analysis.com/us/landing-pages/definition-thermal-diffusivity/. Lã de vidro ou lã de rocha? Qual a melhor manta acústica? Disponível em: http://www.amplitudeacustica.com.br/la-de-vidro-ou-la-de-rocha-qual-melhor-manta- acustica/. PIERRARD, JUAN FRIAS. AKKERMAN, DAVI. Manual ProAcústica sobre a Norma de Desempenho - Associação Brasileira para a Qualidade Acústica. 2013 TABELA DE CONDUTIVIDADE TÉRMICA DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO. Disponível em: http://www.protolab.com.br/Tabela-Condutividade-Material-Construcao.htm Área de Inovação e Tecnologia - Artigo 15 Trabalhadores que manuseiam lã de vidro no dia-a-dia correm algum tipo de risco? Disponível em: https://www.hemeisolantes.com.br/dicas/riscos-ao-manusear-la-de- vidro.html. VELOSA, R. FANGUEIRO, P. MENDONÇA. Estudo das propriedades térmicas de materiais aplicados em paredes divisórias leves - Centro de Ciência e Tecnologia Têxtil, Universidade do Minho, Portugal. 2011.
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