COMUNICAÇÃO TÉCNICA Nº Parâmetros de isolação sonora a ruídos aéreos e ruídos de impacto em pisos

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1 COMUNICAÇÃO TÉCNICA Nº Parâmetros de isolação sonora a ruídos aéreos e ruídos de impacto em pisos Marcelo de Mello Aquilino Palestra apresentado no Seminário Norma de Como Atender a Desempenho, 2014, Porto Alegre. A série Comunicação Técnica compreende trabalhos elaborados por técnicos do IPT, apresentados em eventos, publicados em revistas especializadas ou quando seu conteúdo apresentar relevância pública. Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S/A - IPT Av. Prof. Almeida Prado, 532 Cidade Universitária ou Caixa Postal 0141 CEP São Paulo SP Brasil CEP Tel /4000 Fax

2 Parâmetros de Isolação Sonora a Ruídos Aéreos e Ruídos de Impacto em Pisos Físico Mestre Marcelo de Mello Aquilino Pesquisador II, IPT

3 Desempenho acústico Seminário Seminário Como Como Atender Atender a Norma Norma de de Desempenho Desempenho de de novembro novembro

4 NBR Desempenho acústico

5 O crescimento da urbanização gera: O crescimento da urbanização gera ruído devido a: Aumento das atividades de produção; Aumento da circulação de veículos; Adensamento dos espaços, aproximando fontes de ruído e receptores; Mais atividades de lazer; Etc.

6 Males causados por ruído ambiental Distúrbio do sono Estudo realizado na Holanda indica a porcentagem da população que sofre com distúrbios de sono devido a diversas fontes de ruído: Seminário Seminário Como Como Atender Atender a a Norma Norma de de Desempenho Desempenho de de novembro novembro

7 Males causados por ruído ambiental Doenças cardiovasculares Pesquisa da OMS estimou que é a causa de 1,8% dos infartos do miocárdio ocorridos na Europa Ocidental (2010). Na Alemanha, esse índice sobre para 2,9%, o que corresponde a 1630 casos por ano. Comparação: Mortes no estado de São Paulo por AIDS em 2011: 3006 Mortes na cidade de São Paulo por acidentes de trânsito, em 2012: 1231 Ruído Stress Aumento de Pressão Infarto.

8 Desempenho acústico A edificação habitacional deve apresentar isolamento acústico adequado das vedações externas, no que se refere a ruídos aéreos provenientes do exterior da edificação; entre áreas comuns e privativas e entre áreas privativas de unidades autônomas.

9 Quantidade de Ruído Nível de ruído adequado à função ou finalidade do ambiente Fonte: SOBRAC

10 ...Conceitos sobre Acústica... Grandezas: Nível de ruído - dado em decibels (db); e Frequências - dadas em Hertz (Hz). Fenômenos importantes: Isolação sonora; e Absorção sonora.

11 Percepção do som em relação às mudanças de nível de ruído (db(a)) Percepção do som 1 Totalmente Imperceptível Limiar da percepção pela maioria da população. Mudanças de até 3 db no nível de ruído, normalmente, não são detectadas pelo ouvido humano típico. Claramente perceptível. Aumentos de ruído de 5 db, geralmente, são prontamente perceptíveis por qualquer pessoa saudável. Mudança substancial. Aumentos de ruído de 10 db são sentidos como se estivesse sendo produzido duas vezes mais barulho do que antes. Mudança MUITO substancial. Aumentos de ruído de 20 db são sentidos como se estivesse sendo produzido quatro vezes mais barulho do que antes.

12 Isolação sonora

13 Medição de R e Rw em Laboratório (método de precisão) - Referência Corpo de Prova Câmara de Emissão Câmara de Recepção Som Refletido LE LR Som Transmitido R = L E L R log S A L E = Nível sonoro na câmara de emissão L R = Nível sonoro na câmara de recepção S = Área do corpo de Prova; A = Área equivalente de absorção sonora. É função do tempo de reverberação

14 Medição da Isolação em campo - Normativo LE 2m Som Transmitido LR Som Refletido D 2m,nT = L E L R log T T 0 L E = Nível sonoro na câmara de emissão L R = Nível sonoro na câmara de recepção T = Tempo de reverberação do Ambiente T 0 = Tempo padrão = 0,5 s

15 Caminhos do Som em uma Edificação Real Ruído Aéreo Uma parcela atinge diretamente os elementos de separação. Desta parcela, uma fração é irradiada deste elemento de separação, diretamente, para o ambiente de recepção (T 1 ); Outra fração passa, por vibração, deste elemento de separação para os outros elementos que compõem a vedação do recinto de recepção e, a partir deles, é irradiada para o dito recinto de recepção (T 2 )

16 Caminhos do Som em uma Edificação Real Ruído Aéreo Outra parcela atinge os demais elementos de vedação do recinto de emissão, sendo transmitidos, por vibração, tanto para o elemento de separação como para os outros elementos de vedação do recinto de recepção e, a partir destes, irradiada para o interior do recinto de recepção (T 3 ).

17 Caminhos do Som em uma Edificação Real Ruído Aéreo Outra parcela atinge componentes que estão inseridos no elemento de separação, como caixas de derivação (tomadas, interruptores, etc.), sendo transmitida através deles para o recinto de recepção (T4)

18 Caminhos do Som em uma Edificação Real Ruído Aéreo Uma última parcela atravessa elementos de vedação do recinto de emissão, é refletida em outros elementos da edificação, como por exemplo, o telhado, e penetra no recinto de recepção pelos seus elementos de vedação (T 5 ).

19 Caminhos do Som em uma Edificação Real Ruído Aéreo A Diferença Padronizada de Nível Ponderada, D nt,w, é determinada a partir do nível de pressão sonora no recinto de recepção, que é resultado dos fenômenos anteriormente apresentados.

20 Caminhos do Som em uma Edificação Real Ruído de Impacto Irradiação direta, decorrente da vibração da própria laje de piso/teto de separação entre as unidades habitacionais (T1); e Vibrações transmitidas da laje para as paredes de vedação do ambiente de recepção (T2).

21 Aplicabilidade dos Métodos O método de precisão, realizado em laboratório, determina a isolação sonora de componentes construtivos (parede, janela, porta, etc.), isoladamente. O resultado é aplicável a diferentes projetos, mas, para avaliar um elemento (parede com janela, com porta etc.), é necessário ensaiar cada componente e depois calcular o isolamento global do conjunto.

22 Aplicabilidade dos Métodos Os métodos de campo (de engenharia e simplificado) caracterizam de forma direta o comportamento acústico do elemento construído: a isolação sonora global da vedação externa (conjunto fachada e cobertura de casas térreas e fachada, nos edifícios multipiso); e a isolação sonora global entre ambientes para paredes internas. Assim o resultado se restringe somente à situação avaliada. O método de engenharia determina de forma rigorosa os isolamentos, enquanto que o método simplificado determina os valores de forma aproximada. O método simplificado só deve ser usado em situações onde não se dispõe de instrumentação necessária para medir o tempo de reverberação, ou quando as condições de ruído de fundo não permitem obter este parâmetro.

23 Desempenho acústico (*) janela constituída por folhas guarnecidas com vidro, integrada com uma persiana para controle do sombreamento. (**) valores indicados pela Universidade de Coimbra Fonte: Guia Orientativo para Atendimento à NBR 15575/ CBIC

24 Conforto e Desempenho em Ambientes Redução do nível de Ruído Na fonte do ruído: Anular ou reduzir. Na transmissão: Distinguir se o ruído e transmitido pelo ar ou pela estrutura isolar a fonte e/ou interromper a transmissão.

25 Importante considerar a funcionalidade 1. Pé direito mínimo (tempo de reverberação) 2. Disponibilidade mínima de espaços para uso e operação da habitação 3. Funcionamento das instalações de água 4. Funcionamento das instalações de esgoto 5. Funcionamento das instalações de águas pluviais 6. Ampliação de unidades habitacionais evolutivas

26 Conforto e Inteligibilidade na NBR A norma NBR 15575, aborda o aspecto do desempenho sem levar em conta a qualidade acústica dos ambientes. O ajuste do tempo de reverberação de um ambiente é fundamental para garantir conforto acústico além de inteligiblidade.

27 Exemplo: Conjunto alvenaria + janela R wi = Índice de redução sonora ponderado de cada componente (em db)

28 Parede hipotética sem portas e janelas Parede = 45 db(a)

29 Parede hipotética com porta Parede = 45 db(a) Parede com porta = 33 db(a)

30 Parede hipotética com porta e janela Parede = 45 db(a) + porta = 33 db(a) + porta + janela = 29 db(a)

31 Parede hipotética com porta e janela grande Parede = 45 db(a) + porta = 33 db(a) + porta + janela = 29 db(a) + porta + janela grande = 26 db(a)

32 Parede com porta e fresta de 5 mm na soleira Parede = 45 db(a) + porta = 33 db(a) + fresta = 30 db(a)

33 Parede hipotética com porta e fresta de 5 mm na soleira Parede = 45 db(a) + porta = 33 db(a) + fresta porta = 30 db(a) + fresta caixilho = 29 db(a) OU Parede = 45 db(a) + porta = 33 db(a) + fresta caixilho = 31 db(a) + fresta porta = 29 db(a)

34 Parede hipotética com aberturas para ventilação Parede = 45 db(a) + porta = 33 db(a) + porta + ventilação = 12 db(a)

35 Junção de elementos distintos

36 Comportamento em Campo Impacto de piso O valor de L ntw, depende de vários fatores: Rigidez da laje: Espessura; Densidade do material; Módulo de Young; Armaduras (bitola e malha). Forma de vinculação das 4 bordas da laje na estrutura (interligação de armaduras); Vãos nas duas direções; Forma de vinculação ou contato com as alvenarias.

37 Fontes de Diferença Laboratório x Campo Incerteza Metrológica Equipamentos; Procedimentos; Formação do campo sonoro. Falhas de execução no elemento sob ensaio ou nos demais elementos que compõem a fachada; Acoplamento acústico e propagação periférica.

38 Diferenças Laboratório x Campo Em geral, no laboratório, as montagens feitas são tipicamente mais cuidadosas do que as feitas em campo. Em campo, não é incomum encontrar-se: Camadas de revestimentos mais finas; Juntas mal preenchidas ou frestas em vedações; Vãos no encontro entre janelas e vedações; Blocos e tijolos menos densos e/ou mais finos nas alvenarias; Vãos excessivos ao redor das folhas de porta Caixas de passagem mal colocadas.

39 Juntas mal executadas

40

41 Frestas

42 Detalhes de falhas em construções

43 Detalhes de falhas em construções

44 Fotos de detalhes em construções

45 Qualidade! É fundamental garantir a qualidade de: Materiais; Elementos ; e Componentes. Mas garantir a qualidade dos itens acima é suficiente? Não!

46 Para obter bons resultados em acústica! Garantir a qualidade de: Materiais; Elementos ; e Componentes. Ter um Projeto adequado! e Mão de obra treinada e qualificada!

47 Existem cálculos que devem ser utilizados com cautela

48 Diferenças Laboratório x Campo No laboratório busca-se evitar caminhos de propagação laterais, isolando o corpo de prova da estrutura das câmaras e da instalação de contorno. No campo, o corpo de prova está em contato direto com o contorno e assim está acusticamente acoplado à estrutura do edifício.

49 Como analisar - Holografia Acústica

50 Análise de falhas em parede de blocos

51 Conforto e Desempenho em Ambientes Conforto Uma pessoa está confortável em relação a um acontecimento ou fenômeno quando pode observá-lo ou senti-lo sem preocupação ou incômodo. Desempenho Comportamento em uso de um edifício e de seus sistemas.

52 Conforto e Desempenho em Ambientes Controle do Ruído Para redução do ruído é necessário conhecer: A fonte de ruído; As características do ruído; O caminho que o ruído percorre; e O lugar onde se percebe o ruído.

53 O conceito incorporado na NBR A convivência harmoniosa entre essas duas categorias de atividade implica, necessariamente, na separação acústica. A separação acústica é representada pelo isolamento acústico entre um ambiente e outro.

54 Isolação sonora

55 NBR Níveis estabelecidos Para Desempenho acústico

56 NBR Normas de desempenho são estabelecidas buscando atender aos requisitos dos usuários, que, no caso desta Norma, referem-se a sistemas que compõem edificações habitacionais, independentemente dos seus materiais constituintes e do sistema construtivo utilizado. O foco desta Norma está nos requisitos dos usuários para o edifício habitacional e seus sistemas, quanto ao seu comportamento em uso e não na prescrição de como os sistemas são construídos.

57 NBR : Desempenho Acústico 12.1 Generalidades A edificação habitacional deve apresentar isolamento acústico adequado das vedações externas, no que se refere aos ruídos aéreos provenientes do exterior da edificação habitacional, e isolamento acústico adequado entre áreas comuns e privativas e entre áreas privativas de unidades autônomas diferentes.

58 ...NBR : Requisitos - Isolação acústica de vedações externas Propiciar condições mínimas de desempenho acústico da edificação, com relação a fontes normalizadas de ruídos externos aéreos Critério Desempenho acústico das vedações externas A edificação deve atender ao limite mínimo de desempenho conforme estabelecido nas ABNT NBR e ABNT NBR Método de avaliação Especificado nas ABNT NBR e ABNT NBR

59 NBR :2013 (Isolação divisórias) Parâmetros acústicos de avaliação Símbolo Descrição Norma R w Índice de Redução Sonora Ponderado ISO ISO D nt,w D 2m,nT,w Diferença Padronizada de Nível Ponderada Diferença Padronizada de Nível Ponderada a 2 m de distância da fachada ISO ISO ISO ISO Componentes, em laboratório Vedações verticais e horizontais internas, em edificações (paredes, etc.) Fachadas, em edificações Fachadas e coberturas em casas térreas e sobrados Valores mínimos para vedação externa de dormitórios Classe de ruído Localização da habitação D 2m,nT,w db I Habitação localizada distante de fontes de ruído intenso de quaisquer naturezas. 20 II III Habitação localizada em áreas sujeitas a situações de ruído não enquadráveis nas classes I e III Habitação sujeita a ruído intenso de meios de transporte e de outras naturezas, desde que esteja de acordo com a legislação. NOTA 1 Para vedação externa de salas, cozinhas, lavanderias e banheiros, não há requisitos específicos. NOTA 2 Em regiões de aeroportos, estádios, locais de eventos esportivos, rodovias e ferrovias há necessidade de estudos específicos. ³ 25 ³ 30

60 ...NBR : Requisito Isolação acústica entre ambientes Propiciar condições de isolação acústica entre as áreas comuns e ambientes de unidades habitacionais e entre unidades habitacionais distintas Critério- Isolação ao som aéreo entre pisos e paredes internas Os sistemas de pisos e vedações verticais que compõem o edifício habitacional devem ser projetados, construídos e montados de forma a atender aos requisitos estabelecidos nas ABNT NBR e ABNT NBR Método de avaliação Métodos especificados nas ABNT NBR e ABNT NBR

61 NBR :2013 (Isolação divisórias) Valores mínimos para vedação entre ambientes Elemento Parede entre unidades habitacionais autônomas (parede de geminação), nas situações onde não haja ambiente dormitório D nt,w db 40 Parede entre unidades habitacionais autônomas (parede de geminação), no caso de pelo menos um dos ambientes ser dormitório Parede cega de dormitórios entre uma unidade habitacional e áreas comuns de trânsito eventual, tais como corredores e escadaria nos pavimentos Parede cega de salas e cozinhas entre uma unidade habitacional e áreas comuns de trânsito eventual, tais como corredores e escadaria dos pavimentos Parede cega entre uma unidade habitacional e áreas comuns de permanência de pessoas, atividades de lazer e atividades esportivas, tais como home theater, salas de ginástica, salão de festas, salão de jogos, banheiros e vestiários coletivos, cozinhas e lavanderias coletivas 45 Conjunto de paredes e portas de unidades distintas separadas pelo hall (D nt,w obtida entre as unidades). 40

62 ...NBR : Requisito Ruídos por impactos Propiciar condições mínimas de desempenho acústico no interior da edificação, com relação a fontes padronizadas de ruídos de impacto Critério Ruídos gerados por impactos Os sistemas que compõem os edifícios habitacionais devem atender aos requisitos e critérios especificados nas ABNT NBR e ABNT NBR Métodos de avaliação Análise do projeto e atendimento aos métodos de ensaios especificados nas ABNT NBR e ABNT NBR

63 NBR :2013 (Pisos) Símbolo Descrição Norma Aplicação Nível de pressão sonora de impacto padrão ISO L nt,w Sistema de piso ponderado ISO D nt,w Parâmetros acústicos de avaliação Diferença padronizada de nível ponderada ISO ISO Vedações verticais e horizontais, em edifícios (pisos, paredes, etc.) Critério e nível de pressão sonora de impacto padrão ponderado Elemento db Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas posicionadas em pavimentos distintos 80 Sistema de piso de áreas de uso coletivo (atividades de lazer e esportivas, tais como home theater, salas de ginástica, salão de festas, salão de jogos, banheiros e vestiários coletivos, cozinhas e lavanderias coletivas) 55 sobre unidades habitacionais autônomas Critérios de diferença padronizada de nível ponderada L nt,w Elemento Sistema de piso entre unidades habitacionais autônomas, no caso de pelo menos um dos ambientes ser dormitório Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas de áreas comuns de trânsito eventual, tais como corredores e escadaria nos pavimentos, bem como em pavimentos distintos Sistema de piso entre unidades habitacionais autônomas, nas situações onde não haja ambiente dormitório Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas de áreas comuns de uso coletivo, para atividades de lazer e esportivas, tais como home theater, salas de ginástica, salão de festas, salão de jogos, banheiros e vestiários coletivos, cozinhas e lavanderias coletivas D nt,w db

64 NBR :2013 (Isolação coberturas) Parâmetros acústicos de avaliação Símbolo Descrição Norma Aplicação Diferença Padronizada de Nível Ponderada a ISO D 2m,nT,w Vedação externa, em edifícios 2 m de distância da fachada/cobertura ISO Nível de pressão sonora de impacto ISO Pisos e coberturas de uso L nt,w padronizado ponderado ISO coletivo, em edifícios Valores mínimos para vedação externa de dormitórios Classe de ruído Localização da habitação D 2m,nT,w db I Habitação localizada distante de fontes de ruído intenso de quaisquer naturezas. 20 II Habitação localizada em áreas sujeitas a situações de ruído não enquadráveis nas classes I e III 25 III Habitação sujeita a ruído intenso de meios de transporte e de outras naturezas, desde que esteja de acordo a legislação. 30 NOTA 1 Para vedação externa de salas, cozinhas, lavanderias e banheiros, não há requisitos específicos. NOTA 2 Em regiões de aeroportos, estádios, locais de eventos esportivos, rodovias e ferrovias há necessidade de estudos específicos Nivel de impacto padronizado Sistema L nt,w db Cobertura acessível de uso coletivo 55

65 O projeto deve considerar O projeto deve considerar: a) o nível de ruído externo à edificação e os valores-limites estabelecidos para uso interno dos ambientes; b) a redução de ruído entre o lado externo e o lado interno de ambientes de uso especifico, inclusive fachadas; c) as condições de geração, propagação e recepção dos sons na edificação; d) os ruídos contínuos, variáveis e de impactos, e das vibrações de equipamentos, como motores-bomba, elevadores, válvulas de descarga, motores geradores de energia, tubulações de água e esgoto, ventilação e ar-condicionado.

66 Característica dinâmica das cidades

67 NBR Nível Critério de Avaliação NCA para ambientes externos, em db(a) Tipos de áreas Diurno Noturno Áreas de sítios e fazendas Área estritamente residencial urbana ou de hospitais ou de escolas Área mista, predominantemente residencial Área mista, com vocação comercial e administrativa Área mista, com vocação recreacional Área predominantemente industrial 70 60

68 NBR norma de conforto LOCAIS db(a) Curvas NC Hospitais Apartamentos, Enfermarias, Berçários, Centros Cirúrgicos Laboratórios, Áreas para uso público Serviços Escolas Bibliotecas, Salas de música, Salas de desenho Salas de aula, Laboratórios Circulação Hotéis Apartamentos Restaurantes, Salas de estar Portaria, Recepção, Circulação Residências Dormitórios Salas de estar Auditórios Salas de concerto, Teatros Salas de Conferências, Cinemas, Salas de uso múltiplo Restaurantes Escritórios Salas de reunião Salas de gerência, Salas de projetos e de administração Salas de computadores Salas de mecanografia Igrejas e Templos Locais para esportes Pavilhões fechados para espetáculos e ativ. esportivas

69 Algumas medições de Ruído Urbano, em São Paulo: 1978 x 2010 Via L A eq L A eq Rua Teodoro Sampaio 78 db 74 db Rua Brig. Gavião Peixoto 76 db 75 db Rua Gaivota 65 db 69 db Avenida Ibirapuera 77 db 75 db Rua França Pinto 71 db 69 db Avenida Domingos de Moraes 74 db 72 db Medições com 10 min de duração em 2010 e de 1h em 1978, em horários escolhidos aleatoriamente entre 8h e 17h.

70 Nível de Ruído - LAeq db Algumas medições de Ruído de Tráfego, em São Paulo: Faria Lima Faria Lima Horário 5h 6h 7h 8h 9h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h 19h 20h 21h 22h

71 Ilustração: Propagação de ruído de uma avenida

72 Medições de ruído

73 Medição da Isolação de Fachadas

74 Impacto em condomínio construído ao lado de linha da CPTM Linha ferroviária - CPTM Estação Imperatriz Leopoldina - CPTM Viaduto da Av. Gastão Vidigal Condomínio Living Clube Refuge