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CONFORTO AMBIENTAL A noção de conforto ambiental deve-se aos nossos 5 sentidos. Portanto, é uma resposta subjetiva, determinando quais condições são favoráveis ou não. A acústica estuda os fenômenos do som e sua interação com nossos sentidos para minimizar as condições desfavoráveis, como ruídos, buscando: Eliminar/ Reduzir ao máximo os ruídos que podem comprometer a audição; "Controlar" os sons, evitando interferências excessivas (ecos,reverberações, etc), garantindo entendimento perfeito entre ouvinte e locutor. A função do sistema Auditivo de transformar as ondas mecânicas do som em impulsos elétricos, e é formado por três partes: Ouvido externo: Pavilhão, capta os sons encaminhando-os pelo canal auditivo até o tímpano; Ouvido médio: Tímpano vibra e transmite a energia para os ossículos martelo, bigorna e estribo, nesta ordem, reduzindo a amplitude da onda e intensificando a energia para o ouvido interno Ouvido interno: Membrana tubular, preenchida de líquido que transmite a energia vibratória ás células e estas mandam estímulos eletroquímicos aocreébro eplo nervo auditivo 1. 2. 3. Distinguimos dois tipos de som, pela agradabilidade ou desconforto: O so musical e o ruído; ou ainda pelas características físicas. Ruídos podem incomodar (percepção subjetiva) ou danificar imediata e irreversívelmente o ouvido, conforme o tempo e intensidade de exposição. Fenômeno físico ondulatório periódico Resultante de variações da pressão num meio elástico Compressões e rarefações do meio em que se propaga, a partir da fonte sonora Não há deslocamento permanente de moléculas, ou seja, não há transferência de matéria, apenas de energia Som é uma onda mecânica e depende de quatro fatores: Fonte: Excitação mecânica da superfície - inicia a perturbação Superfície: Quando excitada pela fonte produz vibrações Meio de propagação: Caminho físico do som - Sólido, líquido ou gasoso; Receptor: O de maior interesse, na acústica é o homem Lumínico e acústico PERCEPÇÃO DO SOMIntrodução Aula CONCEITOS SOM E RUÍDO CONCEITO DE COMPRIMENTO DE ONDA E FREQUÊNCIA SOM = C F RUÍDO As atividades do cérebro Quanto mais débil o organismo, mais predisposto ele se tornará aos efeitos ruído; Um indivíduo normal precisa dispensar pelo menos 20% de energia extra para efetuar uma tarefa, sob efeito de um ruído perturbador e intenso O ruído durante o sono age sobre o seu subconsciente e sobre o seu sistema nervoso - A alienação mental, causada pelo ruído aumenta assustadoramente nas grandes cidades. Sobre os orgãos Age por ação reflexa, perturbando as funções neurovegetativas, com implicações no funcionamento orgânico (alterações na pressão arterial ou na composição hemática do sangue, náuseas,cefaléia,vômitos, perda de equilíbrio e temores) O indivíduo decai de produtividade, perde o apetite, é vítima de aerofagia, de insônia, de distúrbios circulatórios ou respiratórios e emagrece. SUSTENTABILIDADE A poluição sonora ocorre quando, num determinado ambiente, o som altera a condição normal de audição O ruído é provocado por fontes com som excessivo, tais como indústrias, canteiros de obras, meios de transporte, áreas de recreação, atividades de lazer etc A OMS considera que um som deve ficar em um nível até 50 dB para não causar prejuízos ao ser humano. A noção de "conforto acústico" abrange duas características fundamentais: a quantidade da energia emitida pelas fontes sonoras e a qualidade e quantidade da energia emitida pelas fontes sonoras e a qualidade e quantidade dos eventos sonores do ponto de vista do receptor. PAGINA 1 CONFORTO AMBIENTAL Assegurar o isolamento acústico dos ambientes por meio da atenuação dos ruídos de impacto e equipamentos; A adaptação acústica dos ambientes locais e a redução dos ruídos perturbadores produzidos no próprio interior do ambiente. O conforto acústico depende igualmente das condições locais, da implantação do empreendimento no terreno e das características do edifício propriamente dito. Na fasee de concepção de um empreendimento, as preocupações com o conforto acústico devem ser tratadas em diferentes níveis, levando em conta: Elementos arquitetônicos espaciais,incluindo a organização do plano de massas; Isolamento acústco do edificio em relação aos ruídos do espaço exterior; Isolamento acústio dos ambientes face aos ruídos interiores (aéreos, de impacto, de equipamentos e de origem vibratória) E a qualidade acústica interna dos ambientes em função de seus usos. 1. 2. 3. 4. Tecnicamente, barulho é um som que contém todas as frequências; é para o som o que o branco é para luz. "O ruído é um contaminante, não tem cor, nem cheiro e não deixa rastro" O silêncio é um bem comum, o barulho, não Lumínico e acústico Aula PAGINA 2 CONDIÇÕES TÉCNICAS POLUIÇÃO SONORA VELOCIDADE DO SOM A velocidade mede o espaço percorrido em determinado tempo. Independe da frequência e da amplitude da onda, mas depende das características do meio em que se propaga: Pressão, umidade, temperaura e do próprio meio. MAPA ACÚSTICO Com a análise das fontes emissoras de ruídos no entorno, determinam - se o número e a distribuição dos pontos de medição na região do empreendimento, além dos horários e da duração da coleta de dados Os dados sobre os níveis de pressão sonora são coletados durante o dia e durante a noite de acordo com o planejamento prévio dos especialistas em acústica. A medição é feita de acordo com procedimentos padronizados, respeitando distâncias mínimas em relação ao solo e a muros próximos As informações são transferidas para o computador e consolidadas em um mapa acústico, que apresenta as curvas isofônicas do local. Um software de simulação combina os dados do mapa acústico e informações preliminares do projeto da edificação para determinar os impactos das fontes de ruídos no empreendimento As informações balizam decisões dos projetos de arquitetura e de sistemas de vedação, como mudança na orientação dos edifícios, tamanho e posição das aberturasm mudanças na planta, especificação de materiais isolantes acústicos, construção de barreiras acústicas etc NORMAS E LEIS Competência industrial: NR-15 preocupa-se com a conservação auditiva do trabalhador. Competência urbana ou comunitária: Comana- Atendendo mais ou incômodo comunitário. Todas as leis vigentes no país são fundamentas em norma internacionais, como a ISO, IEC e a ABNT. Norma ABNT-10.152/87- Níveis superiores ao da tabela são considerados desconforto sem, necessariamente causa risco de dano á saúde. Ministério do trabalho- Nunca será permitido a permanência de indivíduos em ambientes com nível superior a 115dbA sem que os mesmos sejam protegidos. COMPOS SONOROS Pressão sonora Velocidade das partículas Relação de fase Zona do espaço onde existem ondas sonoras 1. 2. 3. Radiação da fonte sonora Distância á fonte Obstáculos no percurso das ondas Descrevem comportamento as ondas sonoras no tempo e no espaço A interação das ondas sonoras com o meio ambiente depende da: CONFORTO AMBIENTAL Espaço fechado= som direto+ som reverberante Campo reverberante = campo difuso Mesma pressão sonora média em todos os pontos radiação sonora idêntica em todas as direções. Mesma pressão sonora média em todos os pontos radiação sonora idêntica em todas as direções FREQUENCIAS GRAVES> SALA BASTANTE GRANDE BAIXAS FREQUENCIAS = GRANDE COMPRIMENTO DE ONDA Lumínico e acústico Aula PAGINA 3 CAMPO DIFUSO PROPAGAÇÃO DO SOM F= 2000 T V Qualquer planejamento de projeto acústico se baseia nos fenômenos de propagação do som no ar e sólidos não se propaga no vácuo. REFLEXÃO Para ondas de qualquer natureza, os angulos dos raios incidentes e refletidos são iguais em uma mesma superfície, independente de sua natureza Contudo, a forma da superfície - plana; convexa, ou concava; interfere na direção do raio refletido, conforme apresentado Aula Geometria dos recintos fechados O comportamento do som depende de 3 fatores: - A forma interna; - A capacidade de absorção e o volume do compartimento. Desta forma o traçadogeométrico do recinto fechado é de suma importância para o projeto de acústica. RAIOS REFLETIDOS Quando um som é refletido por um obstáculo, volta mais fraco, uma vez que apenas uma parte de sua energia é refletida, sendo absorvida no interior do material. As consequências imediatas da reflexão são o Eco e a Reverberação. Controle direcional do som: Para efeito de projeto acústico, todo som que atinge a plateia é imediatamente absorvido por ela. Assim, as reflexões que realmente influem são aquelas dos tetos e das paredes, por isso, é sempre desejável que os tetos e paredes possuam grande poder de reflexão (sem reverberação) para que possam derramar o som sobre a plateia, geralmente se utiliza um material mais absorvente no fundo da sala oposta ao palco de maneira a absorver as maiores frequências. ANULANCO O FOCO Pode ser introduzida através de pequenas modificações no perfil da curva, sem alterar a fisionomia geral. Substituindo-se o arco AB por uma série de pequenos arcos difusores, aplicando desde modo a reflexão nas superfícies convexas, assim o foco desaparecerá da superfície perigosa. O ALCANCE DA VOZ Um homem falando normalmente em recinto fechado, será ouvido no sentido da emissão de até 30 metros de distância Para os lados até cerca de 13 metros e atrás 10 metros. Como as pessoas falam em público mais alto, pode se estimar o comprimento de uma sala de espetáculos em 30 metros sem o uso de amplificador. ECO Superfícies muito próximas ou muito distantes podem gerar ecos Em recintos fechados, se prolongamento do som for além do necessário (17 metros) teremos eco. CONFORTO AMBIENTAL Auditório pequeno: Até 400 pessoas- Não requer visto que as perdas auditivas são pequenas. Auditório médio- Até 800 pessoas- Se a planta do auditório for em leque será necessário. Auditório grande- Maior que 800 pessoas- É necessário. Prever um bom tempo de reverberação Eliminar os defeitos acústicos como eco etc Aumenta o volume na audiência Minimizar o som de fundo Reforçar a fala quando necessário 1. 2. 3. 4. 5. A maior potência da fala está nas vogais que tem baixas freqüências, enquanto a maior contribuição para a inteligibilidade do que se fala vem das consoantes (altas freqüências); 2. Portanto em um projeto de auditórios ou teatros a freqüência que deve ser menos atenuada é a alta; 3. A atenuação do som direto entre o palestrante e o ouvinte se dá de duas formas: 1. Pela lei do inverso do quadrado da distância; 2. E em menor escala pela absorção do ar 4. Portanto a inteligibilidade do discurso decaí rapidamente. Mais rápido do que o inverso do quadrado da distância (6dB sempre que se dobra a distância); 5. Uma estratégia de projeto é reduzir a distância entre o palestrante e a audiência 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Lumínico e acústico Aula PAGINA 4 VOLUMES PER CAPITA REPOSICIONAMENTO DE FORROS AUDITÓRIO DISTÂNCIA AUDIÇÃO E VISÃO Auditório pequeno: Até 400 pessoas- Não requer visto que as perdas auditivas são pequenas. Auditório médio- Até 800 pessoas- Se a planta do auditório for em leque será necessário. Auditório grande- Maior que 800 pessoas- É necessário Portanto, a máxima distância suerida entre o último assento e o palco é de aproximadamente 25m e teatros 20m.. BALCÃO E PROFUNDIADE Os balcões são recursos utilizados para controlar a distância entre a platéia e o palco em auditórios para mais de 800 pessoas; O teto do auditório e o espaço em baixo dos balcões devem refletir o som para os assentos mais distantes. TRATAMENTO DO PARAPEITO A parte vertical do parapeito do balcão pode ser fonte de reflexões atrasadas, Se o parapeito for côncavo o som focalizado produzirá um problema pior de eco; Para resolver o problema o parapeito deverá ser tratado com material absorvente, forma difusora do som, proteção perfurada. causando ecos para a parte da frente da audiência. Principalmente quando a altura do parapeito é mais larga, comparada ao comprimento de onda das freqüências do discurso. Neste caso, o parapeito funcionará como refletor; FORMA DAS SLAS Outra estratégia para minimizar a distância entre a plateia e o espectador é utilizar o formato em leque. CONFORTO AMBIENTAL Aula A vantagem do formato da sala em leque comparada com a retangular é que as paredes laterais direcionam o som para onde realmente ele é necessário. O limite de inclinação da parede lateral está relacionada com a direção da fala. Considerando a direção da fala, a sugestão de inclinação máxima para as paredes laterais é de 30º, podendo chegar a até 65º. Entretanto, para a maioria dos teatros este desenho não é aconselhável, a menos que a capacidade da sala seja menor que 400 lugares. Minimizar o volume é outro elemento crítico. Quanto menor o volume por lugar, maior Isso significa que uma menor quantidade de absorção é necessária para obter um a energia sonora disponível para cada ouvinte. tempo de reverberação, desde que esse tempo de reverberação seja proporcional ao volume do ambiente. Conseqüentemente, grande parte das áreas devem ser refletoras Em uma auditório pequenos com volume aproximado de 2,0 m3, a maior parte da absorção Conforme o volume por lugar aumenta, a necessidade de utilizar superfícies de absorção do Se existe a necessidade de absorção, a questão é: Quais partes do auditório devem ser A superfícies próximas a fonte sonora devem ser refletoras; As áreas absorvedoras devem ficar no final do auditório. é resolvida pela audiência. O restante das superfícies podem ser refletoras. som também aumenta para se atingir o tempo de reverberação ideal; tratadas com materiais absorventes. As primeiras reflexões são aquelas que chegam ao ouvinte até 50 milésimo de segundo após o Após esse tempos as reflexões podem causar ecos. Conseqüentemente, a distância entre o som direto e são integrados ao som direto; palestrante e o ouvinte não pode exceder a 20 m; Considerando as reflexões das paredes de trás, observa-se que a diferença entre a distância Esse potencial aumenta, se a parede for côncava; A recomendação é que as paredes dos fundo sejam tratadas com material absorvente, exceto Outra alternativa é criar uma parede difusora. entre o som direto e o refletido pela parede do fundo da sala é maior que 20m. Logo estas paredes tem potencial para provoca ecos; em salas pequena com capacidade para 100 a 150 pessoas. O piso escalonado e a elevação do palco facilitam o som direto; O piso escalonado também ajuda a diminuir o a absorção excessiva da audiência; Quanto mais largo o ângulo de incidência do som com a audiência, menor a absorção. O piso escalonado ajuda tanto a visibilidade quanto a acústica; Desde que a altura dos olhos de uma pessoa sentada é aproximadamente 1,10m acima do nível do chão, o piso plano pode ser utilizados somente se o ponto focal estiver a uma altura maior do que 1,10m; d = 0.9/0.1 (1.5-1.1) = 3.6m; d = 0.9/0.05 (1.5- 1.1) = 7.2m; d= 0.9/0,05 (2.0-1.1)= 16.2m Lumínico e acústico PAGINA 5 FORMA DAS SALAS VOLUME DAS SALAS REFLEXÃO E ABSORÇÃO PRIMEIRAS REFLEXÕES REFLEXÕES ATRASADAS PISOS ESCALONADOS PISOS ESCALONADOS E LINHA DE VISIBILIDADE CONFORTO AMBIENTAL Aula Aula Ambiente urbano = Estrutura complexa • Diversidade de fontes de ruídos • Diversidade de usos; • Intervenção complexa . • Custo de intervenção pode ser alto; • A percepção dos benefícios não é imediata. • A concepção dos espaços urbanos precisa ser planejada e gerenciada para possibilitar a criação de ambientes sonoros agradáveis, capazes de nos proteger dos ruídos indesejáveis, que geram incômodos e acarretam danos à saúde. Lumínico e acústico PAGINA 6 DEGRAUS As pisos muito escalonados precisam de rampas para acesso dos usuários; Outra alternativa é trabalhar com uma constante de altura R Mesma visibilidade com alturas diferentes de degraus PISO DO PALCO A altura máxima sugerida para o palco é de 1.05m que deve estar na linha de visibilidade dos Se o espaço for utilizado somente para leitura podes construir o chãodo palco em concreto; Entretanto, se o local for utilizado para concertos musicais , peças de teatros e danças, deve olhos do ocupante da primeira fila; utilizar o piso em madeira com uma camada de ar de 20 mm para amplificar as baixas freqüências e prover o conforto e segurança dos dançarinos. REFLEXÕES DO TETO O mais importante elemento da acústica dos auditórios é o teto; Os painéis refletores são determinados em função da acústica geométrica; Depois de finalizar a colocação dos painéis refletores ,deve-se verificar a diferença entre o som O método das imagens é utilizado somente para refletores planos; Para refletores curvos utiliza-se o ângulo de reflexão igual ao ângulo de incidência; O tamanho dos refletores deve ser no mínimo 2.5m em qualquer direção direto e o som refletido para que não exceda 20m; RUÍDOS DO AMBIENTE Os ruídos externos são provenientes de: ruídos de tráfego; atividades realizadas nos ambientes adjacentes; ruídos dos passos dos usuários; ar condicionado; •As paredes do auditório devem ter um STC de 65 ou mais; As paredes do auditório devem ter um STC de 65 ou mais; Para minimizar o ruído dos sapatos, o piso deve ser acarpetado. Entretanto, na área entre o palco e a primeira fila da audiência, deve- se trabalhar com um piso resiliente. PROPAGAÇÃO DO SOM AO AR LIVRE A ONDA SONORA GERADA PELA FONTE DIMINUI COM A DISTÂNCIA ATÉ O RECEPTOR, PROPAGANDO-SE ATÉR ATINGIR UM OBSTÁCULO. CONFORTO AMBIENTAL Aula Lumínico e acústico PAGINA 7 Como o som se propaga ao ar livre Os principais mecanismos de atenuação sonora • Distância percorrida (distância fonte – receptor) • Direcionalidade da fonte • Absorção sonora do ar atmosférico • Reflexões no solo, tipo e topografia do solo, terreno • Vegetação • Barreiras acústicas, naturais e artificiais • Condições meteorológicas - Principais mecanismos de atenuação sonora ao ar livre • variação de temperatura • variação de umidade relativa do ar • direção e velocidade do vento • neblina • precipitação Meios de atenuação ao ar livre Fonte pontual • Em termos de ruído de tráfego rodoviário, admitimos que um veículo que se comporta como uma fonte pontual, emite ondas sonoras em todas as direções com a mesma amplitude. Fonte linear • Uma fonte sonora linear irradia energia sonora de forma cilíndrica (propagação num plano perpendicular à fonte segundo circunferências que aumentam de raio com o tempo, afastando-se do eixo desta). • O som se propaga em superfícies semi-cilíndricas que envolvem a fonte e que se caracterizam por um igual nível de pressão sonora (ondas sonoras cilíndricas). • Fonte Linear Atenuação do ruído com a distância • Uma estrada pode ser considerada uma fonte sonora linear se nela circular um grande número de veículos em fila contínua. Barreira acústica • Qualquer estrutura ou obstáculo entre a fonte e o receptor (já existente e/ou especialmente construído para isso) • Barreiras naturais ou artificiais: • Aterros, desníveis, taludes já existentes, construções que funcionem como obstáculos à propagação do ruído, etc. • Barreiras longas- Barreiras onde a difração sonora no topo (e não nas bordas laterais) é que determina a atenuação por elas conferida. Redução sonora Umas das principais ferramentas utilizadas em controle de ruído, pois podem bloquear a propagação do som na direção dos receptores expostos a elevados níveis de ruído. CONFORTO AMBIENTAL Aula Lumínico e acústico PAGINA 8 Exemplo de barreira acústica Acostamentos de terra cobertos com gramado denso ou outro material absorvente podem ser tão eficazes quanto barreiras finas refletoras, reduzindo o ruído de 5 a 10 dB(A). Condomínio Moss Creek (Hilton Head Island, Carolina do Sul) nível berma barreira de madeira vegetação • Combinação acostamento de terra + barreira longa para reduzir ruído de tráfego rodoviário numa área residencial. Para a redução do ruído de tráfico O traçado de uma estrada pode tirar partido de barreiras acústicas já existentes ou de barreiras naturais (por exemplo: aterros, taludes da própria estrada, armazéns que funcionem como obstáculos à propagação do ruído, etc.). Atenuação sonora A atenuação aumenta à medida que: • Se aproxima do receptor ou fonte; • A altura efetiva da barreira aumenta. Quanto a frequência sonora: • São mais eficazes nas altas, pois tendem a refletir; • São menos eficientes nas baixas, pois acontece a difração no topo da barreira. Atenuação da difração → Quando se interpõe entre fontes sonoras e receptor. Difratado no topo das edificações; 1 fileira atenua o máximo de 10dB. Edificações atenuam os níveis sonoros quando se interpõem entre a fonte sonora e o receptor. O som é difratado no topo das edificações. Devido a aberturas entre as edificações, uma fileira de edificações atenua menos do que uma barreira contínua de mesma altura. 1 fileira: atenuação máxima de 10 dB (resultados de campo). Fileiras subsequentes conferem atenuação menor: 1,5 dB de atenuação para cada fileira adicional, até o limite de 10 – 15 dB de atenuação total. A atenuação nas edificações: Cinturão verde: funciona como barreira acústica vazada. Atenuação máxima de 10 dB (resultados de campo). A atenuação de vegetação densa: Fatores que influenciam: • Largura do cinturão; • Altura do cinturão; • Localização do cinturão; • Configuração do plantio. Altura e largura do cinturão verde A área com vegetação deve ser densamente ocupada com árvores que se elevem pelo menos 5 m acima da linha de visão. A vegetação deve ter largura superior a 15 m, pois cortinas de vegetação menores que isso geralmente são ineficazes, por não gerar o espalhamento necessário para produzir atenuação sonora. Na faixa de frequências de 200 a 2000 Hz, a atenuação será da ordem de 7 dB para cada 30 m de largura do cinturão verde. Essa atenuação somente ocorrerá após os primeiros 15 m de largura da vegetação. Ampliação x reverberação Rua em “U”: atenção às reflexões! CONFORTO AMBIENTAL Aula Lumínico e acústico PAGINA 9 As múltiplas reflexões nas fachadas das edificações que margeiam as vias de tráfego podem amplificar o ruído de tráfego: *Causa reverberação urbana Ampliação x reverberação Vento e temperatura na variação do som • A velocidade de propagação do som no até proporcional à temperatura. • Gradiente de temperatura causa deformação da frente de onda com criação de sombra acústica simétrica • A distorção da frente de onda devido à velocidade e à direção do vento → criação de sombra acústica. •A velocidade do vento aumenta verticalmente para cima, pois as camadas de ar próximas ao solo tendem a frear por atrito. Soluções para o ruído urbano Modelo geral e simplificado de predição do nível de pressão sonora equivalente: Ruído de tráfego • Tráfego rodoviário; • Rodovias extensas; • Modelo desenvolvido pela FHWA (Federal Highway Administration); • Cálculo do Leg durante o período de 1 hora. Tráfego (rodoviário, ferroviário e aéreo) → uma das principais fontes de poluição sonora ambiental Ruídos de tráfego podem ser estimados através de: • Modelos simplificados, mas com limitações; • Programas computacionais específicos ou; • Processo complexo. Edificações • Localização; • Altura; • Absorção; • Distribuição de usos; • Isolamento sonoro das fachadas. Ruído ferroviário • Redução das emissões de ruído na fonte; • Redução de vibrações (interação trilho – veículo) • Redução do ruído de rolamento; • Redução da transmissão nos caminhos de propagação. Ruído de tráfego • Redução do tráfego; • Concentração de tráfego (redirecionamento, alteração de percurso) • Adesão ao transporte público (aumento no conforto nos veículos, horários convenientes, interfaces adequadas e ajustadas); • Limitação de velocidade (zonas de velocidade reduzida); • Pavimentos de baixo ruído. Ruído Aéreo • Redução das emissões de ruído na fonte (banimento de aeronaves muito ruidosas, planejamento e gerenciamento do uso do solo, procedimento de atenuação de ruído – procedimento especiaisde saída e aproximação de aeronaves, visando o menor impacto de ruído em certas regiões, restrições operacionais) • Restrições de horários; • Redução da transmissão nos caminhos de propagação; • Redução de ruídos no receptor.