Soluções Técnicas para Isolamento Sonoro de. Edifícios de Habitação. Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em.

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1 Soluções Técnicas para Isolamento Sonoro de Edifícios de Habitação Ana Rafaela Penedones Caixeiro Ferreira Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil Júri Presidente: Professor Francisco José Loforte Teixeira Ribeiro Orientador: Professor Albano Luís Rebello da Silva Neves e Sousa Vogais: Professor Augusto Martins Gomes Outubro de 2007

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5 Agradecimentos Gostaria de expressar um particular agradecimento ao Professor Albano Neves e Sousa, pela orientação e pelo inexcedível apoio que sempre me prestou, pela disponibilização de elementos bibliográficos e, especialmente, pelas sugestões e por todo o interesse demonstrado. A todos os responsáveis das empresas que visitei (CDM, DANOSA, DOW PORTUGAL, IBERPLACO, IMPERALUM, ISOCOR, ISOVER, KNAUF, TEXSA e URSA), assim como aos responsáveis contactados por telefone e correio tradicional e electrónico, agradeço o esclarecimento e disponibilidade demonstrados. Agradeço todo o apoio dos meus amigos e colegas. Finalmente, agradeço à minha Família e ao Pedro, a quem dedico esta dissertação. i

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7 Resumo Em consequência do desenvolvimento económico e tecnológico, têm-se multiplicado as fontes sonoras no exterior e interior dos edifícios, o que tem conduzido a ambientes com níveis sonoros cada vez mais elevados. Por outro lado, o desenvolvimento cultural dos cidadãos, os quais estão cada vez mais conscientes do seu direito à qualidade de vida, tem produzido um aumento das exigências de conforto. Estes dois aspectos têm colocado uma pressão significativa sobre a indústria acústica, a qual tem respondido através da colocação no mercado de uma diversidade de soluções técnicas para a melhoria das condições de conforto acústico dos edifícios. Neste contexto de diversidade de ofertas, os projectistas sentem algumas dificuldades na escolha das soluções técnicas de isolamento sonoro a propor nos seus projectos. Estas dificuldades poderiam ser ultrapassadas com a ajuda de uma classificação da relação preço-qualidade das diversas soluções tecnológicas que o mercado oferece para isolamento sonoro de edifícios. Outra dificuldade sentida pelos projectistas deve-se à heterogeneidade da informação fornecida pelos fabricantes, a qual nem sempre reporta à normalização e legislação em vigor. No presente trabalho, é analisado um conjunto de soluções tecnológicas utilizadas em edifícios de habitação para isolamento a ruídos de propagação aérea e estrutural. As soluções técnicas são caracterizadas em termos do seu campo e modo de aplicação, dos materiais que as constituem, da sua espessura e massa superficial total, do seu desempenho acústico e do custo de aquisição e instalação. Estes parâmetros são condensados na relação preço-qualidade pretendida, a qual permite classificar as diversas soluções construtivas. Finalmente, são efectuadas algumas recomendações aos fabricantes, as quais visam uniformizar a informação técnica que os projectistas necessitam para efectuar o dimensionamento acústico. iii

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9 Abstract As a consequence of economical and technological development, outdoor and indoor sound sources are proliferating and leading to environments with higher sound levels. Furthermore, cultural development has led to citizens more conscious of their own right to quality of life and then to more important comfort requirements. These two sides of human development have put a significant pressure on the acoustic industry, which, in response, is putting in the market a large number of technical solutions for improving sound comfort in buildings. However, when the market offers a large number of technical solutions for sound insulation, designers find it difficult to choose the most appropriate solution. This problem could be overcome if a ranking of the price-quality relationship of the technical solutions were available. Another difficulty felt by designers is the type of technical information released by manufacturers, which is not uniform and, frequently, does not comply with standards and regulations. In this thesis, a number of technical solutions, used in dwellings for airborne and impact sound insulation, is analysed. These solutions are characterised in terms of the field of application and installation method, the used materials, the mass and thickness, the acoustic performance and the total cost. These parameters are condensed in a price-quality relationship, which provides the desired tool to classify the technical solutions. Finally, some recommendations are made to manufacturers in order to standardise the technical information required by designers for acoustic design. v

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11 Simbologia A 0 Área de absorção sonora de referência para as salas de dimensões correntes em edifícios de habitação (A 0 = 10 m 2 ); A 2 Área de absorção sonora do compartimento receptor (m 2 ); A e Parâmetro de avaliação da disponibilidade de espaço, ou seja, da espessura total; A env Área de envidraçado (m 2 ); A m A Rw Parâmetro de avaliação da massa superficial; Parâmetro de avaliação do desempenho acústico; A tot Área total de uma fachada (m 2 ); A Lw Parâmetro de avaliação do desempenho acústico a ruído de percussão; C máx Custo total máximo das soluções analisadas ( /m 2 ); C solução Custo total da solução em análise ( /m 2 ); D 2m,n,w D n,w D nt,w Valor único da diferença normalizada de níveis sonoros de fachadas (db); Valor único diferença normalizada de níveis sonoros de elementos de separação de compartimentos (db); Valor único da diferença de níveis sonoros de elementos de separação de compartimentos normalizada em relação ao tempo de reverberação (db); F 2 Valor quadrático médio da força de impacto actuante no pavimento (N 2 ); L n L n,0 L n,r,0,w L n,r,w L n,w Nível sonoro de percussão normalizado na ausência de transmissões marginais (db); Nível sonoro de percussão normalizado de pavimentos não revestidos (db); Valor único do nível sonoro de percussão normalizado de um pavimento de base de referência (L n,r,0,w =78 db); Valor único do nível sonoro de percussão normalizado de um pavimento de referência com um dado revestimento (db); Valor único do nível sonoro de percussão na ausência de transmissões marginais (db); L n,w Valor único do nível sonoro de percussão normalizado na presença de transmissões marginais (db); L p1 L p2 Nível médio de pressão sonora no compartimento emissor (db); Nível médio de pressão sonora no compartimento receptor (db); P e Peso do parâmetro de avaliação A e ; vii

12 P m Peso do parâmetro de avaliação A m ; P Rw Peso do parâmetro de avaliação A Rw ; P Lw Peso do parâmetro de avaliação A Lw ; R R w R w,env R w,h Índice de redução sonora dos elementos de construção (db); Valor único do índice de redução sonora (db); Valor único da redução sonora de um envidraçado (db); Valor único da redução sonora de uma fachada com heterogeneidades (db); R w Valor único do índice de redução sonora na presença de transmissões marginais (db); R 0 RPQ Ìndice de redução sonora para ondas acústicas de incidência normal (db); Relação preço-qualidade de uma solução técnica de isolamento sonoro; R w (C; C tr ) Expressão completa do índice de redução sonora (db); S Área do elemento de separação (m 2 ); T 0 T s W 1 W 2 Tempo de reverberação de referência (T 0 = 0,5 s); Tempo de reverberação estrutural (s); Potência sonora incidente no elemento de separação (Watt); Potência sonora transmitida para o lado receptor (Watt); c 0 c L d f f 0 f 1 f 12 f c Velocidade de propagação do som no ar (m/s); Velocidade de propagação de ondas longitudinais no elemento de construção (m/s); Espessura da caixa de ar (m); Frequência da onda sonora (Hz); Frequência própria de sistemas de parede dupla (Hz); Frequência de ressonância de revestimentos flutuantes (Hz); Frequência de corte de sistemas pavimento-revestimento flutuante (Hz); Frequência de coincidência ou crítica (Hz); m Massa superficial do elemento de separação (kg/m 2 ); m 1, m 2 Massas superficiais dos elementos constituintes de sistemas de parede dupla ou de pavimento-revestimento flutuante (kg/m 2 ); p 1 Pressão sonora no compartimento emissor (Pa); viii

13 p 2 Pressão sonora no compartimento receptor (Pa); s 1 Rigidez dinâmica da camada resiliente de um revestimento flutuante (N/m 3 ); L L w R w Redução do nível sonoro de percussão normalizado (db); Valor único da redução do nível sonoro de percussão normalizado (db); Valor único do acréscimo de redução sonora (db); η η 0 θ ρ 0 σ τ ω Factor de perdas; Factor de perdas internas; Ângulo (rad); Densidade estática do ar; Eficiência de radiação de uma placa; Coeficiente de transmissão sonora de um elemento de separação; Frequência ou velocidade angular de uma onda sonora (rad/s). ix

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15 ÍNDICE 1 INTRODUÇÃO MOTIVAÇÃO OBJECTIVOS ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO CONCEITOS E ÍNDICES DE ISOLAMENTO SONORO INTRODUÇÃO ISOLAMENTO A RUÍDO AÉREO Índice de redução sonora Exigências regulamentares ISOLAMENTO A RUÍDO PERCUSSÃO Nível sonoro de percussão Exigências regulamentares SOLUÇÕES TÉCNICAS PARA ISOLAMENTO A RUÍDO AÉREO INTRODUÇÃO PAREDES Paredes simples em alvenaria Paredes duplas Materiais de absorção sonora e amortecimento para aplicação em paredes duplas Soluções de paredes duplas em alvenaria Soluções de paredes duplas mistas Tabiques Comparação de soluções aplicáveis como paredes duplas TECTOS HETEROGENEIDADES Janelas Portas SOLUÇÕES TÉCNICAS PARA ISOLAMENTO A RUÍDO DE PERCUSSÃO PAVIMENTOS FLUTUANTES Cortiças e derivados Lãs de fibras minerais ou de coco Borrachas Polietilenos Comparação dos revestimentos flutuantes PAVIMENTOS DE BETÃO COM INERTES DE ARGILA EXPANDIDA xi

16 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS E CONCLUSÕES SÍNTESE DAS CONCLUSÕES RECOMENDAÇÕES AOS FABRICANTES RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS xii

17 1 INTRODUÇÃO 1.1 MOTIVAÇÃO O desenvolvimento industrial, tecnológico e económico, tem tido efeitos no ruído ambiente e, consequentemente, no conforto acústico nos edifícios. Por um lado, o ruído ambiental tem aumentado consideravelmente por via da proliferação de solicitações ou fontes sonoras. Por outro lado, embora as exigências humanas relativas ao conforto acústico sejam independentes do nível de ruído instalado no meio ambiente, a melhoria da situação económica e educacional da generalidade das famílias (correspondente ao alargamento da chamada classe média), tem contribuído para que os cidadãos adquiram uma maior consciencialização dos seus direitos e, consequentemente, das exigências de conforto acústico que devem colocar na aquisição ou aluguer de habitação. Assim, quer os utilizadores dos edifícios, quer os construtores, têm colocado alguma pressão sobre a indústria acústica. Em resposta a essa pressão, tem-se observado uma multiplicação das soluções construtivas e/ou tecnológicas disponíveis no mercado para redução do nível sonoro no interior das habitações. A diversidade das soluções tecnológicas actualmente disponíveis no mercado acaba, porém, por colocar dificuldades aos profissionais do projecto, construção e reabilitação de edifícios, em particular, na escolha de soluções de isolamento sonoro ou correcção acústica. Assim, é importante que estes profissionais disponham de uma classificação das soluções tecnológicas em termos do seu desempenho acústico e da relação preço-qualidade. No presente trabalho, é analisado e classificado o desempenho de soluções tecnológicas de isolamento sonoro em edifícios de habitação. As soluções para correcção acústica de espaços fechados ficam fora do âmbito da presente dissertação, embora se pretenda efectuar a sua análise em trabalhos futuros. 1.2 OBJECTIVOS O objectivo principal da presente dissertação é efectuar um levantamento, no mercado da construção, das soluções tecnológicas disponíveis para o controlo do ruído em edifícios. Esta pesquisa limita-se a edifícios de habitação, os quais, para além de ocuparem a maior parte do património edificado, são também edifícios com importantes exigências de conforto acústico. Apesar da acústica de edifícios se dividir em duas grandes áreas de intervenção (isolamento sonoro e absorção sonora), como já se referiu, neste trabalho não foram consideradas as soluções de absorção para correcção acústica de espaços fechados. No entanto, tal não 1

18 implicou que as soluções de isolamento sonoro contendo materiais absorventes sonoros não tivessem sido analisadas. Uma vez que o leque de soluções tecnológicas de isolamento sonoro oferecidas pelo mercado é bastante vasto, o levantamento a efectuar tem ainda os seguintes objectivos: Caracterização das soluções tecnológicas em termos do seu campo de aplicação, dos materiais que as constituem, da sua espessura, da sua massa superficial total, do seu desempenho acústico, do modo de aplicação e das dificuldades da sua instalação, do preço e da relação preço-qualidade; Identificação de campos de aplicação com menor número de soluções técnicas disponíveis e, portanto, com possibilidades de expansão industrial e de investimento na investigação. Para a concretização do objectivo de caracterização das soluções tecnológicas, foi efectuada uma pesquisa exaustiva das empresas fornecedoras e dos seus produtos com características de isolamento sonoro. A pesquisa foi efectuada via Internet, através da consulta de catálogos e através do contacto directo com fornecedores. É de referir que o número de empresas que actuam na área da acústica de edifícios e o número de soluções tecnológicas disponíveis é bastante elevado, o que dificulta o processo de inventariação. Na presente dissertação foram analisadas mais de duzentas soluções técnicas fornecidas por mais de vinte empresas. Uma vez reunida a informação sobre os produtos de isolamento acústico disponíveis no mercado, foram estabelecidos critérios de selecção e análise dos mesmos. Procuraram-se soluções para as quais se dispunha do espectro de isolamento sonoro, obtido laboratorialmente ou in situ, o qual é essencial para uma posterior comparação de desempenhos acústicos entre diferentes soluções tecnológicas. No entanto, diversas empresas fornecedoras apenas disponibilizam valores únicos de isolamento, o que dificultou a análise. 1.3 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO Como já foi referido, foram analisadas apenas soluções tecnológicas de isolamento sonoro, as quais podem ser também divididas em dois grupos: sons aéreos e sons de percussão. No Capítulo 2, numa primeira fase, é apresentado o conceito de isolamento a ruído aéreo e são definidos os índices regulamentares e normativos de isolamento a ruído aéreo de elementos de construção. Neste capítulo são também apresentadas expressões aproximadas de cálculo do índice de isolamento sonoro de cada solução. Numa segunda fase, e tal como efectuado para o ruído aéreo, são definidos os índices regulamentares e normativos que descrevem o isolamento a ruído de percussão de elementos de construção, sendo igualmente apresentadas expressões aproximadas para o cálculo desses índices. 2

19 No Capítulo 3, e consoante o tipo de elemento construtivo em causa, são apresentadas as diversas soluções encontradas no mercado relativamente a isolamento a ruído aéreo. São consideradas apenas soluções de isolamento sonoro para aplicação em paredes, tectos e heterogeneidades, conforme indicado na Figura 1.1. Paredes simples Alvenaria Paredes Alvenaria Paredes duplas Mistas Isolamento a ruído aéreo Tectos Tabique Heterogeneidades Janelas Portas Figura 1.1 Estrutura do Capítulo 3. As soluções técnicas de isolamento a ruído de percussão são apresentadas no Capítulo 4. Como a maioria das soluções analisadas consiste num pavimento de suporte sobre o qual assenta uma camada de material resiliente que amortece as vibrações da camada de revestimento do piso, as soluções tecnológicas foram primeiro classificadas em função do material resiliente utilizado e, depois, em termos do desempenho acústico da solução global (pavimento base + revestimento flutuante). Isolamento a ruído de percussão: Pavimentos Pavimentos flutuantes com camada resiliente de Cortiça e derivados Lãs minerais Borrachas Polietilenos Pavimentos de betão com inertes de argila expandida Figura 1.2 Estrutura do Capítulo 4. 3

20 Por último, no Capítulo 5, são apresentadas as conclusões mais importantes da dissertação. São ainda enumeradas as principais dificuldades sentidas na pesquisa e análise de soluções, sendo efectuadas algumas recomendações aos fabricantes, nomeadamente em relação ao tipo de informação técnica com utilidade para os projectistas de acústica de edifícios. São também identificados os campos de aplicação com menor número de soluções tecnológicas disponíveis, e, portanto, com maior possibilidade de expansão e maior interesse para a investigação em acústica de edifícios. Finalmente, são recomendados temas para trabalhos a desenvolver na sequência da presente dissertação. 4

21 2 CONCEITOS E ÍNDICES DE ISOLAMENTO SONORO 2.1 INTRODUÇÃO Neste capítulo são definidos os conceitos de transmissão de ruído aéreo e de percussão. Inicialmente, são descritos os índices de isolamento sonoro normativos e, posteriormente, são apresentados os limites regulamentares a cumprir pelos elementos de construção. Finalmente, são também apresentadas expressões aproximadas para previsão de isolamento sonoro, as quais servirão para confrontação com os índices de desempenho apresentados pelas empresas fornecedoras relativamente aos seus produtos. 2.2 ISOLAMENTO A RUÍDO AÉREO Índice de redução sonora O ruído aéreo é originado pela excitação directa do ar decorrente de fontes sonoras no exterior ou no interior dos fogos (televisão, rádio, etc..). Como o próprio nome indica, o ruído aéreo propaga-se pelo ar e pode ser transmitido através dos elementos de construção (paredes, janelas, etc ). Figura 2.1 Ilustração da transmissão de ruído aéreo através de elementos construtivos que fazem separação entre compartimentos de um edifício [W.10]. De acordo com Beranek et al. [1], o coeficiente de transmissão sonora de um elemento construtivo de separação, sobre o qual incide, com um ângulo θ, uma onda sonora com frequência angular ω, é dado por W τ( θ, ω) = W trans ( θ, ω) inc ( θ, ω ) W = W 2 1, (2.1) 5

22 onde W 1 e W 2 são, respectivamente, a potência sonora incidente no elemento de separação e a potência sonora transmitida para o lado receptor. A potência sonora que interfere na estrutura pode ser transmitida directamente ou pode radiar pelas estruturas adjacentes (transmissão marginal). Devido à transmissão marginal (Figura 2.2), as superfícies adjacentes contribuem para transmitir ruído para o local receptor. Como consequência, o isolamento acústico do elemento de separação na presença de transmissão marginal é inferior ao isolamento em condições de laboratório (sem transmissão marginal). Figura 2.2 Transmissão do ruído aéreo através dos elementos de construção. Assume-se que, tanto no compartimento emissor, como no compartimento receptor, o campo sonoro é difuso, o que significa que a pressão sonora é sensivelmente constante em todo o volume do compartimento. Nestas circunstâncias, a potência sonora incidente é obtida, através da intensidade do som em campos sonoros difusos, de acordo com 2 p1 W 1 S, 4 0c = (2.2) ρ 0 onde: p 1 (Pa) é a pressão sonora no compartimento receptor; ρ 0 é a densidade estática do ar (ρ 0,15 C 1,225 kg/m 3 ); c 0 é a velocidade do som no ar (c 0,15 C 340,4 m/s); e S (m 2 ) é a área do elemento de separação do edifício. Nas referências [9] e [10], por exemplo, pode ser encontrada informação mais detalhada sobre a intensidade do som em campos difusos. A potência transmitida é calculada a partir da pressão sonora no compartimento receptor sonoro e é dada por 6

23 2 p2 2 A, 4 0c = (2.3) ρ 0 W 2 onde p 2 (Pa) e A 2 (m 2 ) são, respectivamente, a pressão sonora e a área de absorção sonora do compartimento receptor. Esta área de absorção pode ser determinada a partir dos coeficientes de absorção das superfícies interiores das paredes, tectos e pavimentos da sala receptora [10]. O índice de redução sonora dos elementos de construção é então dado por 1 R = 10 log (db). τ (2.4) ( θ, ω) Introduzindo as equações (2.1) a (2.3) na equação (2.4) e utilizando a definição de nível de ruído de pressão sonora, L p 2 2 p p p = 10 log 10 log 20 log (db), -5-5 p = = (2.5) obtém-se a formulação geral do índice de redução sonora, S R Lp1 - Lp2 10 log (db), A = + (2.6) 2 onde L p1 (db) e L p2 (db) são os níveis médios de pressão sonora nos compartimentos emissor e receptor, respectivamente. A expressão (2.6) é válida somente para frequências bem acima da primeira frequência de ressonância do elemento construtivo de separação, onde o comprimento de onda é mais pequeno do que as dimensões do elemento [1]. Para estas frequências, a transmissão sonora é controlada pela massa superficial m do elemento de separação, de acordo com a expressão, geralmente designada por lei da massa, 2 " m f π cos θ R = 10 log (db), (2.7) 0c ρ 0 onde f (Hz) é a frequência da onda sonora. Para condições standard de temperatura e pressão e para ondas de incidência normais ao elemento de separação, a lei da massa é dada por " ( m f) - 43 (db). R0 = 20 log (2.8) Para campos sonoros difusos, com incidência aleatória de ondas, o índice de redução sonora R pode ser obtido de R 0 subtraindo 5 a 10 db [1, 9, 10]. 7

24 O espectro idealizado do índice da redução sonora para uma placa fina e homogénea, de espessura uniforme, é apresentado na Figura 2.3. Figura 2.3 Espectro idealizado do índice de redução sonora para elementos de construção homogéneos [19]. Normalmente, o isolamento a ruído aéreo aumenta 6 db por banda de oitava tal como indicado pela lei da massa. Este comportamento pode ser modificado pelo efeito de coincidência, o qual ocorre quando a velocidade do som no ar iguala a velocidade de grupo (velocidade de transporte de energia de ondas dispersivas) das ondas de flexão na placa. Na frequência de coincidência ou crítica, f c, ambos os movimentos ondulatórios considerados apresentam a mesma frequência, comprimento de onda, amplitude e velocidade, o que maximiza a interacção entre os dois tipos de onda e facilita a propagação do som. Para frequências acima da frequência crítica, o coeficiente de transmissão dado no anexo B da norma EN ISO [N.11] depende ainda da eficiência de radiação da placa, σ, e do factor de perdas, η, o qual controla a transferência de energia através das ligações a outras partes do edifício e inclui as perdas internas (η 0 ), as perdas na periferia e as perdas por radiação. Consequentemente, o coeficiente da transmissão sonora é dado por 2 2 ρ0c 0 fc π σ τ ( θ,f ) = (db), (2.9) " m f π 2 fη com η = η m'' f. O índice de redução sonora para ondas de incidência normal em condições standard de temperatura e pressão pode ser calculado por 8

25 f R = R log + 10 log η log σ (db). f (2.10) c Como a eficiência da radiação acima da frequência crítica é aproximadamente igual à unidade, o índice de redução sonora pode ser aproximado por f R R log + 10 log - 2 (db). f η (2.11) c De acordo com a expressão (2.11), o índice de redução sonora aumenta 9 db por oitava até que o desempenho correspondente à lei da massa (6 db/oitava) seja recuperado [9]. Para frequências próximas das primeiras frequências naturais da placa, a vibração transversal da placa é controlada pela rigidez de flexão, amortecimento e ligações com outros elementos do edifício. Para estas frequências mais baixas, a redução sonora revela a mesma tendência da lei da massa, mas apresenta picos e quebras devidas ao acoplamento acústico entre compartimentos cujos campos sonoros já não são difusos [11, 12, 15]. Na realidade, o campo sonoro só é difuso para frequências superiores à frequência de Schroeder, ou seja, quando o número de modos acústicos do compartimento é tão elevado que deixa de ser possível diferenciá-los [4]. Em geral, para compartimentos com volumes inferiores a 50 m 3, o campo sonoro torna-se difuso para frequências acima de 300 Hz [4, 12]. É por este motivo que a norma EN ISO [N.1] prevê a aplicação do método de medição expresso pela equação (2.6) em frequências mais baixas apenas quando forem seguidas as recomendações indicadas no seu anexo F. Estas recomendações têm como objectivo criar condições de campo sonoro difuso em laboratório para frequências inferiores a 100 Hz. No entanto, a reproducibilidade dos resultados obtidos é insuficiente, pelo que o método é ineficaz nesta gama de frequências [7, 18]. Ainda abaixo da primeira ressonância das ondas de flexão da placa, o elemento de separação actua como uma mola, sendo a transmissão sonora controlada pela sua rigidez. A redução sonora diminui com o aumento da frequência em 6 db/oitava até que a primeira ressonância do painel seja excitada [12]. De modo a classificar os elementos de construção em função da sua capacidade de isolamento do ruído, deve ser efectuado o cálculo do número único de avaliação do índice de redução sonora (R w ) a partir do espectro de R em bandas de oitava ou de 1/3 de oitava. Para tal, é utilizada a curva de referência indicada na norma EN ISO [N.8], a qual associa a cada frequência um nível normalizado de pressão. Sobrepondo esta curva de referência ao espectro de R, é possível ajustar a sua posição de forma que o valor médio dos desvios desfavoráveis, calculado pela divisão da soma dos desvios desfavoráveis pelo número total de bandas de frequência consideradas no ensaio, seja o mais elevado possível, mas sem ultrapassar o valor de 2 db. O valor único do índice de redução sonora, R w, corresponde ao valor da ordenada da 9

26 curva de referência, na posição ajustada, para a frequência de 500 Hz. Este procedimento é ilustrado na Figura 2.4. R (db) R w Curva de Referência EN ISO [N.9] 30 Espetro de R f (Hz) Figura 2.4 Processo de cálculo do valor único do índice de redução sonora, R w. O índice R w é acompanhado normalmente pelos denominados termos de adaptação espectral C e C tr, os quais são dois factores de correcção. A correcção C aplica-se quando existe um predomínio de ruído rosa (voz, música, TV, tráfego rodoviário) enquanto que a correcção C tr é aplicada quando prevalecem as baixas frequências (discotecas, fábricas, tráfego urbano, etc.). A expressão completa do índice de isolamento sonoro é então R w (C; C tr ) [N.8, N10]. Aplicando o método de cálculo de R w a um número grande de paredes simples homogéneas (em betão ou alvenaria, incluindo reboco ou estuque), com massas superficiais superiores a 150 kg/m 2, cujo espectro de R tenha sido obtido pelas expressões (2.8) e (2.11), obtém-se a expressão R w = 37,5 log(m") - 42 (db), (2.12) a qual é indicada pela norma EN ISO [N.11]. Para paredes com massa superficial entre 50 e 150 kg/m 2, tem-se R w = 12,6 log(m") + 12,6 (db). (2.13) Para o caso de paredes duplas, podem aplicar-se as expressões (2.12) e (2.13) aos panos de maior massa superficial. O acréscimo de isolamento sonoro R w (db), conferido pelo pano mais leve, pode ser obtido a partir da tabela D.3 da norma EN ISO [N.11], consoante o valor da frequência própria do sistema de parede dupla, f 0 (frequência corte), estimada por 10

27 0, f0 160 (Hz), d m" 1 m" = + (2.14) 2 em que d (m) é a espessura da caixa de ar, e m 1 e m 2 (kg/m 2 ) são as massas dos dois panos constituintes da parede dupla. O acréscimo de isolamento sonoro conferido pelo segundo pano da parede dupla pode também ser obtido, de uma forma grosseira, a partir da tabela D.1 da norma EN ISO [N.11], onde se apresentam algumas soluções de parede dupla. Quando a solução em análise não é exactamente igual às soluções tabeladas, o valor R w pode ser estimado para soluções similares. Como se observou anteriormente, o ruído é transmitido para o interior de um compartimento de uma habitação através da sua envolvente. Assim, um elemento construtivo, com desempenho acústico mais fraco, pode diminuir significativamente o isolamento sonoro do elemento principal em análise, por melhor que seja o desempenho acústico deste último. Esta situação pode ocorrer devido à inclusão de heterogeneidades como janelas, portas, etc... A redução sonora de elementos construtivos com heterogeneidades é dada por R w n Si10 i = 10 log S R w,i 10 (db), (2.15) em que: S i (m 2 ) é a área superficial do elemento i; R w,i (db) é o valor único do índice de redução sonora do elemento i; e n é o número de elementos de heterogeneidade da solução construtiva. O índice R w permite comparar diversas soluções construtivas ensaiadas em laboratório sem o efeito das transmissões marginais. Quando o índice R w é medido in situ, representa-se por R w e denomina-se índice corrigido de isolamento a sons aéreos [N.2]. Neste caso, a presença das transmissões marginais pode ser estimada como indicado na EN ISO [N.11] Exigências regulamentares A regulamentação em vigor resume-se essencialmente ao Regulamento dos Requisitos Acústicos dos Edifícios (RRAE), aprovado no Decreto-Lei 129/2002 de 11 de Maio [N.15], o qual se aplica a edifícios: habitacionais e mistos; comerciais; industriais e/ou de serviços; escolares e de investigação; hospitalares; desportivos; e estações de transporte de passageiros. O descritor de isolamento a sons aéreos utilizado na legislação portuguesa é a diferença normalizada e ponderada de níveis sonoros, D n,w (db), a qual se relaciona com R w através da expressão 11

28 ' A0 Dn, w Rw 10 log (db), s = + (2.16) s onde A 0 (m 2 ) é a área de absorção sonora de referência. Para compartimentos de habitação ou com dimensões comparáveis, A 0 = 10 m 2. O indicador D n,w caracteriza o isolamento a sons de condução aérea, entre compartimentos de um fogo e quartos ou zonas de estar de outro fogo adjacente. O artigo 5º do RRAE [N.15], estabelece as seguintes exigências para elementos de construção que separem: um fogo de quartos ou salas de outro fogo: D n,w 50 db; as circulações comuns de um edifício dos quartos ou salas dos fogos adjacentes: D n,w 48 db; D n,w 40 db (se o local emissor for uma caixa de elevadores); D n,w 50 db (se o local emissor for uma garagem); locais destinados a comércio, indústria e serviços de quartos ou zonas de estar dos fogos adjacentes: D n,w 58 db. O isolamento sonoro de fachadas é caracterizado pelo indicador D 2m,n,w (db), o qual difere de D n,w apenas na avaliação do nível sonoro do local emissor. No caso das fachadas, este nível de pressão sonora é registado a dois metros de distância da fachada [N.3, N.13]. O artigo 5º do RRAE [N.15] estabelece que os elementos de construção que separem o exterior de quartos ou salas devem apresentar D 2m,n,w superior ou igual a 28 db em zonas sensíveis (zonas exclusivamente habitacionais) e a 33 db em zonas mistas (zonas habitacionais com serviços). Para as medições in situ, como se verá mais adiante neste trabalho, existem certas empresas fornecedoras que utilizam o indicador D nt,w (db). Este índice é um outro descritor do isolamento a ruído aéreo que é utilizado nalguns países e que, por essa razão, surge nos catálogos de empresas que estão sediadas nesses países ou que aí ensaiam os seus produtos. Nestes casos, optou-se por considerar D nt,w igual a D n,w, o que é válido para tempos de reverberação de referência, T 0, iguais a 0,5 segundos. 2.3 ISOLAMENTO A RUÍDO DE PERCUSSÃO Nível sonoro de percussão O ruído de impacto é originado nos elementos que formam a estrutura e a envolvente dos edifícios por vibrações provocadas directamente por pessoas ou objectos actuando sobre 12

29 elementos construtivos do edifício. As fontes mais comuns deste tipo de ruído são a locomoção humana, a queda de objectos e a vibração de equipamentos, tais como electrodomésticos, entre outros. Este tipo de ruído é transportado pelos elementos de construção em vibração e é transmitido aos compartimentos por radiação de paredes e pavimentos. Figura 2.5 Ilustração da transmissão de ruído de percussão através de elementos construtivos [W.10]. A medição do isolamento a ruído de impacto é efectuada em laboratório segundo a norma EN ISO [N.4], utilizando uma máquina de percussão normalizada. Esta máquina é utilizada para induzir um regime permanente de vibração no pavimento do compartimento emissor. O índice de isolamento a sons de percussão normalizado é o nível sonoro medido na sala receptora com a máquina de percussão em funcionamento, o qual é dado por L n 2 p A 2 2 A2 10 log Lp2 10 log (db), 2 p0 A0 A = = + (2.17) 0 onde: A 2 (m 2 ) é a área de absorção sonora do local do receptor; A 0 = 10 m 2 é o valor de referência da área de absorção sonora para as salas de dimensões correntes em edifícios de habitação; e L p2 (db) é o nível médio de pressão sonora no compartimento receptor. Tal como no caso do ruído aéreo, a potência sonora pode ser transmitida directamente ao compartimento receptor ou pode radiar das estruturas adjacentes (transmissão marginal), como se ilustra na Figura 2.6. Assim, o nível sonoro de percussão normalizado na presença de transmissões marginais, L n,w (db), é superior ao nível sonoro obtido em laboratório [N.5]. Uma vez que neste trabalho serão considerados apenas valores de isolamento obtidos em ensaios laboratoriais e não valores de isolamento obtidos in situ, as transmissões marginais não constituem um problema para o estudo a efectuar. De acordo com o princípio da reciprocidade, a velocidade de uma placa excitada por um campo sonoro aleatoriamente distribuído pode ser determinada directamente a partir da potência sonora radiada por essa mesma placa quando excitada por uma força pontual [3]. Tendo em conta o princípio da reciprocidade e as equações (2.4) e (2.17), obtém-se, após alguma manipulação matemática, a denominada relação invariante [8, 20], 13

30 L n 2 2 ω F + R = 10log (db), 2 (2.18) 4 π ( ρ0c0 ) A0σ onde F 2 (N 2 ) é o valor quadrático médio da força de impacto actuante no pavimento. Figura Transmissão de ruído de impacto através dos elementos de construção. Considerando que o valor quadrático médio da força produzida pela máquina de percussão normalizada é F f (N ), (2.19) tem-se, para bandas de oitava, L n + R = logf 10logσ (db). (2.20) Para bandas de 1/3 de oitava, devem ser subtraídos 5 db à expressão (2.20). Introduzindo as equações (2.4) e (2.9) na equação (2.20), obtém-se L n f ρ 161,8 30logm 10logTs 10log 10log 10log (db), 1000 c = + + σ + + (2.21) L onde: T s = 2,2 η f (s) é o tempo de reverberação estrutural; ρ (kg/m 3 ) é a massa volúmica do pavimento; e c L = E (m/s) é a velocidade de propagação de ondas longitudinais no 2 ρ(1 ν ) pavimento. De acordo com a norma EN ISO [N.12], no caso de pavimentos em betão armado, onde ρ 2300 kg/m 3, c L 3500 m/s, e, em geral, f c < 100 Hz, tem-se, em bandas de terços de oitava, 14

31 L n f = logm + 10logTs + 10logσ + 10log (db). (2.22) 1000 O valor único do nível sonoro de percussão, L n,w (db), deverá corresponder ao valor lido na curva de referência indicada na norma EN ISO [N.9] para a banda de frequência de 500 Hz, depois de esta ter sido ajustada em passos de 1 db, até uma posição final em que a soma dos desvios desfavoráveis dos valores medidos de L n, relativamente à curva de referência, seja a maior possível, mas não superior a 32 db, para medições em bandas de 1/3 de oitava, ou 10 db, para medições em bandas de oitava. Utilizando a expressão (2.22) para o cálculo do nível L n,w de pavimentos de betão armado com massas superficiais entre 100 e 600 kg/m 2, para os quais se considera η η 0 0,006 e σ max = 2, obtém-se a expressão simplificada da norma EN ISO [N.12], L n, w = logm" (db). (2.23) No caso de pavimentos com revestimento flutuante, o nível sonoro de percussão normalizado do pavimento, L n, é obtido a partir do nível sonoro de percussão normalizado do pavimento não revestido, L n,0, por redução de L = L L (db). (2.24) n,0 n De acordo com Cremer [3], Heckl [8] e Vér [20], o valor da redução do nível sonoro de percussão normalizado pode ser aproximado conservativamente por f L 40 log (db). (2.25) f 1 A expressão (2.25) indica que L é superior a zero para frequências superiores à frequência de ressonância do pavimento flutuante, a qual é dada por 1 s" 1 f1 = (Hz), (2.26) 2π m" 1 onde s 1 (N/m 3 ) é a rigidez dinâmica da camada resiliente e m 1 (kg/m 2 ) é a massa superficial do revestimento de piso. A expressão (2.26) não tem em conta a amplificação da transmissão de ruído de impacto que ocorre para frequências próximas da frequência de corte do pavimento, a qual é dada por f12 s" 1 (Hz), 2 m" 1 m" = + (2.27) π 2 15

32 onde m 2 (kg/m 2 ) é a massa superficial do pavimento base. Assim, f 12 deverá ser tão baixa quanto possível, de preferência inferior a 20 Hz, embora seja bastante difícil obter soluções construtivas que satisfaçam esta exigência. Na Figura 2.7 é ilustrado o espectro típico do nível sonoro de percussão normalizado para pavimentos homogéneos com pavimentos flutuantes. Figura Obtenção do índice de isolamento a sons de impacto. Para permitir a comparação de valores de L obtidos em laboratórios distintos [N.6], é utilizado um pavimento de base de referência, com L n,r,0,w = 78 db, sobre o qual se colocam os revestimentos a ensaiar. O valor único da redução do nível sonoro de percussão é então calculado a partir do nível sonoro de percussão normalizado do pavimento de referência com o revestimento flutuante aplicado, como indicado na expressão L = L L = 78 L (db). (2.28) w n,r,0,w n,r,w n,r, w Exigências regulamentares A regulamentação em vigor, tal como para o ruído aéreo, resume-se essencialmente ao RRAE [N.15] e é igualmente aplicável a edifícios: habitacionais e mistos; comerciais; industriais e/ou de serviços; escolares e de investigação; hospitalares; desportivos; e estações de transporte de passageiros. De acordo com o RRAE [N.15], o índice L n,w deve ser inferior a 60 db, para o interior dos quartos e zonas de estar dos fogos de habitação. Quando o local de emissão se destina a comércio, indústria, serviços ou diversão, o nível sonoro de percussão normalizado, no interior dos quartos ou zonas de estar dos fogos deve ser menor ou igual a 50 db. 16

33 3 SOLUÇÕES TÉCNICAS PARA ISOLAMENTO A RUÍDO AÉREO 3.1 INTRODUÇÃO Neste capítulo é apresentado um conjunto de soluções construtivas de isolamento a ruído aéreo disponíveis no mercado nacional. É dada especial atenção às paredes de edifícios de habitação (transmissão horizontal) e aos seus elementos heterogéneos, como portas e janelas. Relativamente ao isolamento a ruído aéreo de pavimentos (transmissão vertical), uma vez que a maioria das soluções de pavimento utilizadas em Portugal são soluções de pavimento pesado, as quais fornecem, em geral, suficiente isolamento a ruído aéreo, optou-se por estudar apenas as soluções de tecto falso. Os tectos falsos são em geral utilizados para correcção acústica de espaços fechados, no entanto, em edifícios de habitação, este tipo de soluções é utilizado essencialmente para ocultar instalações técnicas. No entanto, quando utilizados, os tectos falsos permitem também melhorar o isolamento a ruído aéreo de pavimentos, nomeadamente de pavimentos leves. 3.2 PAREDES Em Portugal, as paredes exteriores foram construídas, durante séculos, em alvenaria de pedra ordinária de grande espessura, sendo as paredes interiores em alvenaria de pedra de menor espessura ou em tabique. As alvenarias de tijolo maciço ( burro ) ou perfurado começaram a ser utilizadas com maior frequência em meados do séc. XIX [17]. Na segunda metade do século XX, as estruturas reticuladas de betão armado permitiram explorar novas soluções tecnológicas para as paredes, as quais deixaram de desempenhar funções de suporte. Nesta época vulgarizou-se a utilização de alvenarias simples de tijolo cerâmico furado. Nas últimas décadas, a regulamentação térmica e acústica conduziu à utilização de alvenarias duplas nas paredes de fachada e nas paredes separadoras de zonas comuns, mantendo-se as paredes simples entre compartimentos e, muitas vezes, em empenas. Nesta secção, são analisadas as diversas soluções encontradas no mercado nacional para paredes, incluindo paredes simples e duplas, em alvenaria ou tabique ou ainda utilizando sistemas mistos. Foram analisadas apenas soluções de parede que permitem revestimento do tipo tradicional em reboco e/ou estuque Paredes simples em alvenaria Uma paredes simples é normalmente constituída por um pano de alvenaria, com uma ou mais camadas de revestimento. Em geral é utilizado reboco em ambas as faces da parede. Hoje em dia, as alvenarias mais correntes são em tijolo furado de barro vermelho ou em blocos de betão. Estas alvenarias não apresentam propriedades acústicas especiais, mas, por serem 17

34 amplamente utilizadas na construção de edifícios de habitação, são utilizadas como solução tecnológica de referência. Nesta dissertação consideram-se, como referência, as alvenarias simples de tijolo furado de barro vermelho com espessuras de 7, 11, 15 e 20 cm [16, W.2]. No que se refere a alvenarias simples com características físicas de elevado desempenho acústico, não só em termos de isolamento mas também em termos de absorção sonora, os blocos de betão aligeirado surgem em lugar de destaque. A empresa MAXIT [W.15] comercializa o bloco ISOLSÓNICO, em betão leve de agregados de argila expandida, com 25 cm de espessura e massa volúmica de 1400 kg/m 3. A empresa ARTEBEL [W.5] produz o bloco alveolado ISOARGILA, também em betão leve de argila expandida de 1400 kg/m 3 de massa volúmica, mas com apenas 20 cm de espessura. Figura 3.1 Blocos de betão leve de agregados de argila expandida [W.5, W.15]. Na Tabela 3.1 são apresentadas as seis soluções de parede simples acima referidas. As paredes são descritas em termos dos materiais que as constituem, da sua espessura, da massa superficial total e do índice de redução sonora R w. O índice de redução sonora R w,prev, obtido através das equações (2.12) e (2.13), é também apresentado com o objectivo de avaliar o grau de fiabilidade dos valores R w divulgados pelas empresas fornecedoras. Uma vez que é difícil classificar individualmente as soluções apenas pelo seu desempenho acústico ou pelo seu custo de aquisição e aplicação, é necessário considerar um parâmetro que traduza uma relação preço-qualidade (RPQ) adequada. Este factor de qualidade deve ser capaz de identificar as paredes que obtêm melhor desempenho acústico para menores espessuras e para menores custos de aquisição e instalação. Assim, na Tabela 3.1 são também apresentados o custo total da solução, em /m 2, e o parâmetro RPQ, o qual é calculado de acordo com a expressão, RPQ = (3.1) ( ) Cmáx P A + P Rw Rw ea e Csolução onde: A Rw é o parâmetro de avaliação do desempenho acústico (atribui-se o valor 0 à solução de menor R w medido em laboratório no grupo de soluções analisadas e o valor 1 à solução de maior R w ); A e é o parâmetro de avaliação da disponibilidade de espaço, ou seja, da espessura total (atribui-se o valor 0 à solução de maior espessura e o valor 1 à solução de menor 18

35 espessura); P Rw e P e são os pesos dos parâmetros de avaliação A Rw e A e, os quais se consideram, nesta dissertação, respectivamente iguais a 75 % e 25 %; C máx ( /m 2 ) é o custo total máximo das soluções analisadas; e C solução ( /m 2 ) é o custo médio total da solução de parede em análise. Desta forma, quanto maior o valor de RPQ melhor será a relação preçoqualidade da solução construtiva. Salienta-se que os valores do parâmetro RPQ apresentados na Tabela 3.1 são definidos tendo em conta todas as soluções apresentadas para paredes simples de alvenaria. Para outras soluções tecnológicas, como as que se analisam nas secções seguintes, o parâmetro RPQ terá de ser redefinido. Tabela 3.1 Soluções de paredes simples em alvenaria. Empresa Solução Espessuras (mm) Espessura total (mm) Massa total (kg/m 2 ) R w (db) R w,prev (db) Custo ( /m 2 ) RPQ Classificação - AS.1 - AS.2 - AS.3 - AS.4 ARTEBEL AS.5 MAXIT AS.6 reboco 20 + alvenaria 70 + reboco 20 reboco 20 + alvenaria reboco 20 reboco 20 + alvenaria reboco 20 reboco 20 + alvenaria reboco 20 reboco 25 + bloco betão reboco 25 reboco 25 + bloco betão reboco (i) 39 26,85 0, (i) 42 27,15 0, (i) 45 28,50 0, i) 49 33,15 0, (ii) 55 35,30 0, (ii) 58 36,00 0,75 2 Valores Médios , (i) Nas soluções AS.1 a AS.4 admitiu-se para o índice R w o valor resultante dos dados fornecidos através de uma base de dados do programa de cálculo automático ACOUBAT [W.2]. (ii) O isolamento sonoro das soluções AS.5 e AS.6 é apresentado pelo fornecedor com índice D n,w, em db, o qual foi convertido para R w utilizando a expressão (2.16). Assumiram-se condições de laboratório: transmissão marginal igual a 0 e S s =10 m 2, ou seja R w = D n,w. Os valores do custo total médio das soluções consideradas na Tabela 3.1 foram estimados com base num valor de execução de alvenarias de 20,00 /m 2. Quanto ao custo de aquisição dos materiais, foram considerados 4,05 /m 2 para alvenarias de tijolo furado de 70 mm de espessura. Para alvenarias de tijolo furado de 110 mm, 150 mm e 200 mm de espessura, considerou-se um custo médio de 4,35 /m 2, 5,70 /m 2 e 6,00 /m 2 respectivamente. No caso dos blocos de betão aligeirado, admitiu-se um custo médio de 12,10 /m 2. Para o reboco foi considerado um custo médio de aquisição de cerca de 70,00 /m 3. 19

36 Apesar do reduzido número de soluções de parede simples apresentadas na Tabela 3.1, observa-se uma grande disparidade de espessuras e massas superficiais totais. O índice de redução sonora e o custo médio global das soluções apresentam também uma dispersão significativa, mas, apesar de tudo, menor do que a observada para a espessura e massa das paredes. As soluções AS.1, AS.2 e AS.3 não podem ser utilizadas como paredes interiores entre fogos porque, mesmo considerando condições de laboratório, em que D n,w = R w, estas soluções não cumprem as exigências regulamentares indicadas no Capítulo 2. As soluções AS.3 a AS.6 apresentam valores de R w superiores a 50 db, no entanto, para medições in situ, as quais são efectuadas na presença de transmissões marginais, é possível obter valores de R w inferiores ao limite regulamentar. Constata-se que as paredes com pior relação preço-qualidade são precisamente aquelas que correntemente se utilizam na construção nacional no interior dos edifícios. A solução AS.4 é a que apresenta a melhor relação preço-qualidade, ou seja, é a solução que apresenta a melhor combinação em termos de espessura, índice de isolamento sonoro e custo médio total. Apesar de não ser a solução com índice R w mais elevado, este encontra-se acima do valor médio, o que, tendo em conta um custo total próximo do custo médio do conjunto de soluções analisadas, permite classificar a solução AS.4 com a melhor relação preço-qualidade. Pelos motivos descritos no Capítulo 1, é também importante analisar o desempenho acústico das soluções de parede ao longo da frequência. Na Figura 3.2 são apresentados os espectros de redução sonora medidos em laboratório para todas as soluções à excepção da solução AS.5. R (db) AS.1 (5º RPQ) AS.2 (6º RPQ) AS.3 (4º RPQ) AS.4 (1º RPQ) AS.6 (2º RPQ) f (Hz) Figura 3.2 Espectros de redução sonora medidos, em ensaio de laboratório, para paredes simples [W.2, W.5, W.15]. 20

37 Analisando a Figura 3.2, conclui-se que, em geral, a solução AS.6 apresenta valores bastante superiores às restantes soluções, nomeadamente nas médias e altas frequências. Para baixas frequências, a solução AS.4 apresenta valores de R mais elevados. É possível perceber o efeito da coincidência das soluções AS.1 a AS.3, em torno dos 200 Hz a 315 Hz, e posterior recuperação do comportamento descrito pela lei da massa. A solução AS.4, que é a mais pesada das soluções tradicionais analisadas, apresenta o efeito de coincidência abaixo dos 100 Hz, o que também acontece com a solução AS.6. Relativamente a esta última solução é possível observar a posterior recuperação a 9 db/oitava até à zona média do espectro, onde o crescimento do índice de redução sonora acompanha então o da solução AS.4 e é ligeiramente inferior aos 6 db/oitava indicados pela lei da massa Paredes Duplas As paredes duplas são formadas por dois painéis simples com uma caixa de ar entre elas. A caixa de ar pode estar total ou parcialmente preenchida por material absorvente sonoro. As paredes duplas podem ser divididas em três tipos principais: Paredes duplas de alvenaria: pano de alvenaria + caixa de ar + pano de alvenaria; Paredes duplas mistas: pano de alvenaria + caixa de ar + painel leve; Tabique: painel leve + caixa de ar + painel leve. Em geral, em Portugal, as paredes duplas de alvenaria são utilizadas como solução de raiz nos casos em que é necessário maior isolamento térmico e/ou acústico. As soluções de tabique foram praticamente abandonadas durante o séc. XX, mas, nos últimos anos, a sua aplicação tem crescido, acompanhando o crescimento da construção leve. Em edifícios de habitação, quer as soluções leves de tabique, quer as soluções mistas, são hoje em dia utilizadas, principalmente, para efeitos de reabilitação. A parede dupla proporciona um isolamento mais elevado do que o de uma parede simples de massa equivalente mas, em determinadas frequências, ocorrem fenómenos de ressonância do conjunto massa-ar-massa, e da própria caixa de ar, os quais diminuem o isolamento sonoro. Estes fenómenos podem ser controlados considerando painéis com materiais e/ou espessuras diferentes, para evitar as ressonâncias do conjunto, e colocando materiais flexíveis e absorventes, como as lãs minerais, no interior da caixa de ar, para evitar as ressonâncias desta Materiais de absorção sonora e amortecimento para aplicação em paredes duplas Como materiais para absorção acústica destacam-se as superfícies rígidas sobre um suporte rígido, os painéis ressonantes, os ressoadores de Helmholtz, os painéis com face perfurada, e ainda, os materiais absorventes clássicos [6, 16]. 21

38 a) b) c) Figura 3.3 Exemplo: a) Painel ressonante; b) Ressoador de Helmholtz; c) Painel com face perfurada [2]. Os materiais absorventes clássicos são aqueles que normalmente se aplicam em caixas de ar de paredes duplas de edifícios correntes de habitação. Estes materiais admitem passagem de fluxo de ar (materiais de célula aberta) e podem ser porosos ou fibrosos. Relativamente aos materiais porosos, a energia sonora é dissipada sob a forma de calor por múltiplas reflexões das ondas sonoras nos poros dos materiais. Quanto aos materiais fibrosos, as ondas sonoras provocam a vibração das fibras, juntamente com o ar nos interstícios entre estas, provocando atrito entre fibras e dissipação da energia sob a forma de calor [6]. Como exemplo de materiais de célula aberta, citam-se as mantas de lã mineral, a espuma rígida ou flexível de poliuretano e o poliestireno expandido. a) Superfícies rígidas sobre suporte rígido; b) Materiais absorventes clássicos; c) Painéis ressonantes; d) Ressoadores de Helmholtz; e) Painéis com face perfurada: a) + c) + d). Figura 3.4 Comportamento dos materiais absorventes. Actualmente, os materiais de maior consumo para aplicação em caixas de ar de paredes duplas são sobretudo as lãs minerais, como a lã de vidro ou a lã de rocha. A lã de rocha é composta por partículas de rocha basálticas ou outras, e a lã de vidro é feita a partir da sílica de onde é feito também o vidro. Estes materiais são incombustíveis e fáceis de manusear, não tendo relação com as fibras de amianto, actualmente alvo de restrições de uso, mas também ainda não está provado que as pequenas partículas libertadas por estas lãs não sejam prejudiciais à saúde. Consoante a empresa fornecedora e o tipo de lã mineral, existem diferentes designações comerciais para este material. 22

39 Há que salientar que as soluções de absorção sonora da caixa de ar podem ser aplicadas por colagem (materiais mais densos e rígidos) ou por fixação mecânica (materiais mais leves e flexíveis). No caso da fixação mecânica, é utilizada uma estrutura metálica que suporta o material absorvente sonoro. É importante ter em conta as vantagens e desvantagens de cada tipo de solução. Por exemplo, no caso de painéis colados, se a mão-de-obra não for qualificada, pode ocorrer uma má colocação do painel absorvente sonoro, com posterior desprendimento e eventual dano do painel e consequente redução do desempenho acústico da parede. As lãs minerais ou sintéticas podem surgir isoladamente ou em combinação com outros materiais, com o objectivo de amortecer a vibração induzida, nos panos de alvenaria, por via aérea ou estrutural. Em seguida são descritos materiais de absorção sonora e amortecimento utilizados em soluções de parede dupla. Na Figura 3.5 é apresentado um exemplo deste tipo de materiais, o qual é fornecido para aplicação em soluções de paredes duplas de alvenaria pela empresa TEXSA [W.22] com a designação comercial TECSOUND 2FT. Trata-se de um painel formado por dois feltros porosos (lã sintética, à base de fibras têxteis recicladas, com massa volúmica de 60 kg/m 3 ), entre os quais se intercala uma lâmina TECSOUND (membrana sintética insonorizante, de alta densidade, com base polimérica não especificada pelo fabricante, sem asfalto, destinada ao amortecimento de vibrações). Este material apresenta uma massa volúmica total de cerca de 100 kg/m 3. O TECSOUND 2FT é comercializado em duas versões: TECSOUND 2FT 45, com 45 mm de espessura total e com massa superficial de 4,7 kg/m 2, resultante de uma camada de TECSOUND com 22 mm de espessura e de duas camadas de lã sintética com uma espessura total de 23 mm. Este material é fornecido em rolos de 6,00 m 1,05 m. TECSOUND 2FT 80, com 80 mm de espessura total e com massa superficial de 8,2 kg/m 2, resultante de uma camada de TECSOUND com 24 mm de espessura e de duas camadas de lã sintética com uma espessura total de 56 mm. Este material é fornecido em rolos de 5,50 m 1,05 m. Figura 3.5 Amostra de TECSOUND 2FT [W.22]. A empresa TEXSA [W.22] comercializa também o material TECSOUND SY 70, o qual é aplicado sobre os perfis metálicos de suporte de painéis leves de paredes mistas através de uma película auto-adesiva. Este material é composto exclusivamente pela membrana TECSOUND utilizada nas soluções TECSOUND 2FT 45 e 80, agora fornecida em tiras com 3,6 mm de espessura e 23

40 7 kg/m 2 de massa superficial. A aplicação deste tipo de material é claramente indicada para redução da transmissão sonora por via estrutural, nomeadamente ao nível da redução da transmissão marginal. No entanto, o amortecimento estrutural é também eficiente (ao nível das baixas frequências) na melhoria do isolamento a ruído de propagação aérea directa. Para paredes de tabique, a empresa TEXSA [W.22] preconiza os painéis TECSOUND FT 40, com 4.1 kg/m 2 e 40 mm de espessura. Estes painéis são constituídos por uma camada de lã sintética e por uma lâmina sintética TECSOUND com 12 mm de espessura. A empresa DANOSA [W.7] também comercializa produtos com características de absorção sonora e amortecimento, como, por exemplo, o DANOFON. Trata-se de um produto multicamada de 28 mm de espessura, composto por uma dupla manta absorvente em lã sintética (fibras de algodão e têxtil reciclado ligados com resina fenólica e ignifugada), com 50 kg/m 3 de massa volúmica, intercalada com uma membrana acústica, obtida a partir de betume modificado, com 4 mm de espessura (M.A.D. 4) e 8,1 kg/m 2 de massa superficial. Figura 3.6 Amostra de DANOFON [W.7]. A empresa DANOSA [W.7] comercializa também uma lã de rocha tradicional, com a designação comercial ROCDAN, com 40 mm de espessura e 70 kg/m 3 de massa volúmica. As mantas de lã de rocha ROCDAN são também utilizadas em tabiques entre os perfis metálicos de suporte. As eventuais ressonâncias destes elementos metálicos podem ser absorvidas por uma lâmina, com 2 mm de espessura, constituída por asfalto modificado e polietileno. Este material é comercializado com a designação FONODAN. A empresa ISOVER [W.12] comercializa o material absorvente sonoro ARENA ENVOLVENTE, o qual é constituído por uma camada de lã rocha com uma folha de alumínio colada numa das faces. A folha de alumínio não tem funções acústicas, mas pode ser utilizada como barreira de vapor de forma a minimizar o risco de ocorrência de condensações nas paredes de fachada. Este produto apresenta-se com uma espessura de cerca de 40 mm e uma massa volúmica de cerca de 21 kg/m 3. Figura 3.7 Amostra de painel de lã de rocha ARENA ENVOLVENTE [W.12]. 24

41 A empresa ISOVER [W.12] fornece também outros produtos, para aplicação em paredes mistas, como o painel semi-rígido de lã de vidro ARENA 40, com massa volúmica de 22 kg/m 3, ou o painel de lã de vidro CALIBEL, com massas volúmicas de cerca de 70 kg/m 3, o qual é aplicado directamente sobre os panos de alvenaria. Para aplicação em tabiques, a empresa ISOVER fornece mantas de lã de vidro (ARENA 60) com 60 mm de espessura e 18 kg/m 3 de massa volúmica. a) b) c) Figura 3.8 Aplicação de: a) e b) mantas de lã de vidro ISOVER ARENA; c) ISOVER CALIBEL [W.12]. A empresa URSA [W.23] fornece painéis semi-rígidos em lã de vidro, como o painel ACUSTIC P0081, com 30 mm de espessura e massa volúmica de 22 kg/m 3, e o painel FIELTRO P0063, com 50 mm de espessura e 40 kg/m 3 de massa volúmica. a) b) Figura 3.9 Amostra de painéis semi-rígidos em lã de vidro URSA: a) ACOUSTIC P0081; b) FIELTRO P0063 [W.23]. Para paredes duplas mistas, a empresa URSA [W.23] recomenda o painel ACUSTIC P0081 e também a manta TARDOZ P1081, a qual é constituída por lã de vidro com revestimento de papel kraft como barreira de vapor. Para tabiques, a empresa URSA [W.23] destaca as mantas de lã de vidro GLASSWOOL P0081, as quais se apresentam com 45 mm de espessura e 19 kg/m 3 de massa volúmica. a) b) Figura 3.10 Amostras de mantas de lã de vidro URSA: a) TARDOZ P1081; b) GLASSWOOL P0081 [W.23]. 25

42 As empresas IBERPLACO [W.9] e KNAUF [W.13] também apresentam soluções acústicas em tabique com lãs minerais. No entanto, as características técnicas destas lãs não foram disponibilizadas. Na presente dissertação, considerou-se que as lãs minerais comercializadas por estas empresas deverão apresentar características idênticas às das lãs minerais comercializadas pelas empresas URSA [W.23] e ISOVER [W.12]. Destacam-se ainda três produtos, comercializados pela empresa ROCKWOOL [W.18], para aplicação em paredes de tabique: painéis semi-rígidos de lã de rocha, não revestidos, com 40 a 60 mm de espessura, e massas volúmicas de cerca de 30 kg/m 3 (ROXUL 208) ou 40 kg/m 3 (ROCKCALM 211); painel rígido de lã de rocha, ALPHAROCK 225, não revestido, com 30 a 60 mm de espessura e massas volúmicas de cerca de 70 kg/m 3. Figura 3.11 Amostra de painel rígido de lã de rocha ROCKWOOL ALPHAROCK 225 [W.18]. A empresa IMPERALUM [W.10] comercializa um painel semi-rígido (IMPERSOM PAREDES) com características de amortecimento estrutural, com 50 mm de espessura e massa volúmica de 40 kg/m 3 (IMPERSOM 40) ou 70 kg/m 3 (IMPERSOM 70). Este material é constituído por fibras de lã rocha aglutinadas com uma resina sintética termo-endurecida, sem revestimento, e é aplicado em paredes duplas mistas ou em tabiques. As empresas AMORIM [W.3] e ISOCOR [W.11] fornecem soluções de absorção sonora e amortecimento à base de aglomerado negro de cortiça, eventualmente combinado com lã de fibras de coco, para aplicação na generalidade das paredes duplas. Figura 3.12 Amostra de aglomerado negro de cortiça expandida [W.3, W.11]. O aglomerado negro de cortiça é um produto natural que apresenta um aspecto semelhante ao da cortiça, com massa volúmica na ordem dos 100 a 130 kg/m 3 e módulo de elasticidade de 26

43 cerca de 5 MPa. A porosidade aberta que apresenta está na origem das suas propriedades acústicas especiais, nomeadamente a elevada absorção sonora e amortecimento [5]. O material constituído por aglomerado negro de cortiça e fibra de coco é comercializado com a designação CORKOCO. Este material insere-se numa gama dos produtos ecológicos que alia as propriedades da cortiça às propriedades da lã de fibras de coco, as quais são semelhantes às de uma lã mineral. Os painéis CORKOCO, com massa volúmica na ordem dos 100 a 130 kg/m 3, contêm em geral uma ou duas camadas de lã de fibras de coco e outra de aglomerado negro de cortiça. Figura 3.13 Amostra de CORKOCO [W.3, W.11]. Embora existam modelos de cálculo detalhados para paredes duplas, estes modelos requerem informação relativa ao factor de perdas (amortecimento) e módulo de elasticidade dinâmico dos materiais de absorção sonora e amortecimento. No entanto, esta informação não é normalmente divulgada pelos fornecedores, pelo que a previsão do desempenho acústico de paredes duplas executadas com os materiais descritos nesta secção se torna mais difícil e falível. Assim, nas secções seguintes serão utilizadas apenas as expressões aproximadas (2.12) e (2.13) em combinação com os métodos indicados nos anexos D.1 e D.3 da norma EN ISO [N.11] Soluções de paredes duplas em alvenaria Na Tabela 3.2 é apresentado um resumo das soluções tecnológicas de parede dupla em alvenaria, com caixa de ar total ou parcialmente preenchida por material absorvente sonoro, analisadas na dissertação. Para maior organização da tabela são incluídas colunas referentes ao tipo de material absorvente sonoro utilizado, à sua massa volúmica, em kg/m 3, e também à empresa que comercializa a solução. Os valores do custo total das paredes de alvenaria consideradas na Tabela 3.2 foram estimados com base num custo médio de execução de 20,00 /m 2. Quanto ao custo dos materiais, tal como já referido para paredes simples, foram considerados 4,05 /m 2 para alvenarias de tijolo furado de 70 mm de espessura e 4,35 /m 2 e 5,70 /m 2, para espessuras de 110 mm e 150 mm, respectivamente. Para o reboco foi, mais uma vez, considerado um custo médio de cerca de 70,00 /m 3. Aos materiais de absorção sonora foram aplicados os preços indicados pelas empresas fornecedoras. 27

44 Tabela 3.2 Soluções de paredes duplas em alvenaria. Material absorvente Empresa Massa volúmica mat. (kg/m 3 ) Solução Espessuras dos materiais (i) (mm) Espessura total (mm) Massa total (kg/m 2 ) R w (db) R w,prev (db) Custo ( /m 2 ) RPQ Classificação Cortiças e derivados Lãs minerais e sintéticas AMORIM ISOCOR TEXSA DANOSA ISOVER URSA IMPERALUM Valores Médios - AD.1 - AD.2 - AD AD a 130 AD.5 60 AD.6 60 AD.7 50 AD.8 70 AD.9 21 AD AD AD AD AD AD AD AD AD.18 reb alv caixa de ar (30) + alv reb. 20 reb alv caixa de ar (30) + alv reb. 20 reb alv caixa de ar (30) + alv reb. 20 reb alv aglomerado negro de cortiça (40) + alv reb. 20 reb alv fibra de coco e aglomerado negro de cortiça (40) + alv reb. 20 reb alv lã sintética com membrana de alta densidade (45) + alv reb. 15 reb alv lã sintética com membrana de alta densidade (80) + alv reb. 15 reb alv lã sintética com membrana betuminosa (28) + alv reb. 15 reb alv lã de rocha (40) + alv reb. 10 reb alv lã de rocha (40) + alv reb. 10 reb alv lã de vidro (30) + alv reb. 20 reb alv lã de vidro (50) + alv reb. 20 reb alv lã de vidro (30) + alv reb. 20 reb alv lã de vidro (50) + alv reb. 20 reb alv lã de vidro (30) + alv reb. 20 reb alv lã de vidro (50) + alv reb. 20 reb alv caixa de ar (35) + fibras de lã de rocha aglutinadas com resina termoendurecida (40) + caixa de ar (35) + alv reb. 10 reb alv caixa de ar (35) + fibras de lã de rocha aglutinadas com resina termoendurecida (40) + caixa de ar (35) + alv reb (ii) 43 26,85 0, (ii) 47 31,20 0, (ii) 50 32,55 0, ,84 0, ,83 0, ,34 0, ,20 0, (iii) 44 46,62 0, (iii) 50 46,74 0, ,31 1, (iv) 45 34,14 0, (iv) 45 34,45 0, (iv) 49 34,74 0, (iv) 49 35,05 0, (iv) 51 37,53 0, (iv) 51 38,75 0, ,30 0, ,30 0, , , (i) (ii) Reb. reboco ; Alv. alvenaria ; Todas as alvenarias consideradas são em tijolo cerâmico furado; Nas soluções AS.1, AS.2 e AS.3 admitiu-se para o índice R w o valor resultante da aplicação das expressões (2.12) e (2.13); (iii) Os valores de R w de AD.8 e AD.9 foram calculados a partir de espectros de D n,t, em db, admitindo-se D n,t = R; (iv) Valores estimados de acordo com o método detalhado da norma EN ISO [N.11]. 28

45 Tal como para as paredes simples de alvenaria, também as soluções de parede dupla de alvenaria analisadas apresentam uma grande variabilidade de espessuras ( mm), massas superficiais ( kg/m 2 ) e custo médio total (26,85 47,20 /m 2 ). Os índices de redução sonora apresentados pelas empresas fornecedoras variam entre 43 db (AD.1) e 57 db (AD.7). Curiosamente, estes valores extremos são ambos obtidos para paredes duplas constituídas por panos de alvenaria de tijolo cerâmico furado com 70 mm, o que poderia indiciar uma influência muito significativa do material de enchimento da caixa de ar no desempenho acústico das paredes. No entanto, embora o material utilizado na solução AD.7 possua características de amortecimento capazes de atenuar a transmissão sonora, em particular nas baixas frequências, o procedimento de cálculo do valor único do índice de redução sonora, que só considera frequências acima dos 100 Hz, não permite esperar uma variação de R igual a 14 db. Uma explicação para estes resultados pode ser obtida a partir do espectro do índice de redução sonora medido para a solução AD.7, o qual se reproduz na Figura Este espectro mostra uma melhoria significativa do isolamento sonoro em toda a gama de frequências analisada, o que pode traduzir uma clara separação dos panos de alvenaria, possível em laboratório, mas dificilmente conseguida em obra apenas com a introdução do material de enchimento da caixa de ar. Analisando os índices de redução sonora apresentados na Tabela 3.2 poderá afirmar-se que, do ponto de vista acústico, todas estas soluções podem, em princípio, ser utilizadas em paredes exteriores. Uma vez que todos os materiais de absorção sonora considerados na caixa de ar apresentam baixas condutibilidades térmicas, as exigências de isolamento térmico colocadas às paredes exteriores serão igualmente satisfeitas. No entanto, o desempenho acústico das paredes exteriores depende sempre da área e tipo de envidraçados. Uma vez que esta é uma variável fortemente dependente da arquitectura, apresentam-se, na Tabela 3.3, os valores de R w,h (db) obtidos para as paredes indicadas na Tabela 3.2, nas quais se introduziram janelas correntes de vidro simples de 4 mm de espessura (R w,env = 30 db [N.13]) ocupando uma percentagem variável da área total da fachada. Os valores de R w,h indicados na Tabela 3.3 foram calculados pela expressão R w,h 1 = 10log (db), (3.2) R w R w,env A env A 10 env A + tot A tot em que A tot (m 2 ) representa a área total da parede e A env (m 2 ) a área de envidraçados. Ignorando o efeito da transmissão marginal e assumindo que as paredes têm uma área total de 10 m 2, tem-se que D 2m, n,w = R w. Assim, a Tabela 3.3 mostra que nenhuma das soluções estudadas apresenta D 2m,n,w menor do que 28 db (mínino exigido em zonas sensíveis), pelo que as paredes exteriores em alvenaria dupla se podem dividir em paredes para aplicação em zonas mistas ou zonas sensíveis. As soluções com D 2m, n,w maior ou igual a 33 db, podem ser aplicadas 29

46 em ambas as zonas (mistas ou sensíveis), as quais se apresentam a sombreado, pelo que as restantes só poderão ser aplicadas em zonas sensíveis. Tabela 3.3 Influência da área de envidraçados (R w,env = 30 db) na redução sonora, R w,h (db), das paredes duplas apresentadas na Tabela 3.2. Soluções AD.1 AD.2 AD.3 AD.4 AD.5 AD.6 AD.7 AD.8 AD.9 AD.10 AD.11 AD.12 AD.13 AD.14 AD.15 AD.16 AD.17 AD.18 R w (db) A env /A tot R w,h (db) 0,1 36,7 37,2 38,0 39,8 39,8 39,6 39,9 39,8 39,1 39,8 38,7 39,3 39,9 38,9 39,4 39,9 39,8 39,6 0,2 35,2 35,5 36,0 36,9 36,9 36,8 37,0 36,9 36,6 36,9 36,3 36,7 36,9 36,5 36,7 36,9 36,9 36,8 0,3 34,1 34,3 34,6 35,2 35,2 35,1 35,2 35,2 35,0 35,2 34,8 35,0 35,2 34,9 35,1 35,2 35,2 35,1 0,4 33,2 33,4 33,6 33,9 33,9 33,9 34,0 33,9 33,8 33,9 33,7 33,9 34,0 33,8 33,9 34,0 33,9 33,9 0,5 32,5 32,6 32,7 33,0 33,0 33,0 33,0 33,0 32,9 33,0 32,8 32,9 33,0 32,9 32,9 33,0 33,0 33,0 0,6 31,9 31,9 32,0 32,2 32,2 32,2 32,2 32,2 32,1 32,2 32,1 32,2 32,2 32,1 32,2 32,2 32,2 32,2 0,7 31,3 31,4 31,4 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 0,8 30,8 30,9 30,9 31,0 31,0 31,0 31,0 31,0 30,9 31,0 30,9 30,9 31,0 30,9 31,0 31,0 31,0 31,0 0,9 30,4 30,4 30,4 30,5 30,5 30,5 30,5 30,5 30,4 30,5 30,4 30,4 30,5 30,4 30,4 30,5 30,5 30,5 1,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 Tabela 3.4 Influência da área de envidraçados (R w,env = 30 db) na redução sonora, R w,h considerando a transmissão marginal e a correcção acústica. (db), Soluções AD.1 AD.2 AD.3 AD.4 AD.5 AD.6 AD.7 AD.8 AD.9 AD.10 AD.11 AD.12 AD.13 AD.14 AD.15 AD.16 AD.17 AD.18 R w (db) A env /A tot R w,h (db) 0,1 36,7 37,2 38,0 39,8 39,8 39,6 39,9 39,8 39,1 39,8 38,7 39,3 39,9 38,9 39,4 39,9 39,8 39,6 0,2 35,2 35,5 36,0 36,9 36,9 36,8 37,0 36,9 36,6 36,9 36,3 36,7 36,9 36,5 36,7 36,9 36,9 36,8 0,3 34,1 34,3 34,6 35,2 35,2 35,1 35,2 35,2 35,0 35,2 34,8 35,0 35,2 34,9 35,1 35,2 35,2 35,1 0,4 33,2 33,4 33,6 33,9 33,9 33,9 34,0 33,9 33,8 33,9 33,7 33,9 34,0 33,8 33,9 34,0 33,9 33,9 0,5 32,5 32,6 32,7 33,0 33,0 33,0 33,0 33,0 32,9 33,0 32,8 32,9 33,0 32,9 32,9 33,0 33,0 33,0 0,6 31,9 31,9 32,0 32,2 32,2 32,2 32,2 32,2 32,1 32,2 32,1 32,2 32,2 32,1 32,2 32,2 32,2 32,2 0,7 31,3 31,4 31,4 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 0,8 30,8 30,9 30,9 31,0 31,0 31,0 31,0 31,0 30,9 31,0 30,9 30,9 31,0 30,9 31,0 31,0 31,0 31,0 0,9 30,4 30,4 30,4 30,5 30,5 30,5 30,5 30,5 30,4 30,5 30,4 30,4 30,5 30,4 30,4 30,5 30,5 30,5 1,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30

47 Assumindo que a transmissão marginal e a correcção da área da parede têm um efeito combinado de cerca de 5 db, a Tabela 3.4 mostra que apenas as paredes com D 2m, n,w,h 33 db podem ser utilizadas em zonas sensíveis (zona sombreada mais escura) enquanto que, em zonas mistas (zona sombreada mais clara), só podem ser utilizadas paredes com D 2m, n,w,h 38 db. A Tabela 3.4 mostra ainda que, quando combinadas com envidraçados com R w,env = 30 db, as paredes apresentadas na Tabela 3.2 só podem ser utilizadas em fachadas para A env /A tot 0,5. A Tabela 3.4 mostra que, na presença de forte transmissão marginal, as soluções AD.1 e AD.2 não permitiriam respeitar as exigências do RGEU [N.16] relativamente à área de vãos nas fachadas para iluminação e ventilação. Mantendo-se a hipótese de a transmissão marginal e a correcção da área da parede terem um efeito combinado de 5 db, conclui-se que poderão ser utilizadas como paredes divisórias apenas as soluções com R w 55 db. De entre as soluções com R w < 55 db, as quais apenas podem ser utilizadas como paredes exteriores, destaca-se a parede AD.10, com a melhor relação preço-qualidade. Nesta solução, de alvenaria dupla de tijolo furado de 70 mm e 110 mm de espessura, rebocada em ambas as faces, é utilizado como material absorvente o produto ISOVER ARENA ENVOLVENTE constituído por painéis de lã de rocha com uma folha de alumínio numa da faces, a qual funciona como barreira de vapor. Esta solução apresenta um índice de redução sonora acima da média para uma espessura e custo claramente abaixo da média das soluções analisadas. De entre as três paredes com R w 55 db, a solução AD.7, com R w = 57 db, apresenta-se como a mais cara, mas, em contrapartida, tem uma espessura abaixo da média, o que lhe permite apresentar a segunda melhor relação preço-qualidade. Esta parede é formada por uma alvenaria dupla de tijolo furado de 70 mm de espessura, rebocada em ambas as faces, com caixa de ar totalmente preenchida com lã sintética intercalada com membrana polimérica de alta densidade com 24 mm de espessura (TECSOUND 2FT 80), conforme se ilustra na Figura Reboco (15 mm); 2 - Alvenaria de tijolo cerâmico furado (70 mm); 3 - Lã sintética (80 mm) com membrana de alta densidade (24 mm). Figura 3.14 Parede dupla de alvenaria AD.7 [W.22]. A solução AD.8 (Figura 3.15), com R w = 53 db, consegue aliar um bom desempenho acústico à menor das espessuras apresentadas pelas paredes analisadas (198 mm), o que lhe permite conseguir, apesar do elevado custo médio, a quinta melhor relação preço-qualidade. 31

48 1 - Alvenaria de tijolo cerâmico furado (70 mm); 2 - Reboco (20 mm); 3 - Lã sintética (28 mm) com membrana betuminosa de 4 mm; 4 - Alvenaria de tijolo cerâmico furado (70 mm). Figura 3.15 Parede dupla de alvenaria AD.8 [W.7]. Comparando as soluções AD.1, AD.2 e AD.3, sem material absorvente sonoro na caixa de ar, com soluções semelhantes de alvenaria dupla em que a caixa de ar é preenchida, constata-se que, de facto, o material absorvente aumenta o isolamento a ruído aéreo por diminuição do efeito de ressonância na caixa de ar. Como exemplo, tem-se a solução AD.6, com a caixa de ar preenchida com lã sintética e uma membrana sintética de alta densidade, o que permite incrementar em cerca de 7 db o isolamento sonoro da solução AD.1. Esta diferença é também notória quando comparadas as soluções AD.2 e AD.10, em que a segunda apresenta um incremento de 6 db no valor de R w. Repetindo este tipo de análise para as restantes soluções, pode concluir-se que a introdução de material absorvente sonoro na caixa de ar incrementa o isolamento sonoro em cerca de 1 a 7 db (4 db em média). As soluções AD.10 a AD.13, as quais apresentam espessuras e massas superficiais totais relativamente próximas, exibem, no entanto, uma grande variabilidade do índice de redução sonora. Um facto importante a ter em conta é que os valores R w apresentados para as soluções AD.11 a AD.13 foram apenas estimados pelo fabricante (URSA [W.23]) de acordo com o método detalhado da norma EN ISO [N.11] e não medidos em laboratório, o que pode indicar que o método é conservativo. Na Figura 3.16 apresentam-se os espectros de redução sonora das soluções AD.4 a AD.10 e AD.17 e AD.18. Embora esta informação seja muito importante para a actividade de projecto, e apesar de ter sido solicitada a todas as empresas, a empresa URSA [W.23] nem sequer possui valores únicos de redução sonora obtidos em laboratório. Como as empresas DANOSA [W.7] e ISOVER [W.11] apresentaram apenas os espectros de redução sonora em bandas de oitava, houve a necessidade de converter os valores de R de modo a obter-se um espectro em bandas de 1/3 de oitava. Para tal, consideraram-se três bandas terços de oitava com valor de R igual ao fornecido pelas empresas fornecedoras para cada banda de oitava reduzido de 5 db. Como seria de esperar, a solução AD.7, a qual apresenta o maior índice R w (57 db), apresenta também o maior isolamento ao longo da frequência, sobretudo acima da banda de terços de oitava de 160 Hz. Nas baixas frequências, é a solução AD.6 a mais eficaz. As soluções AD.6 e AD.7 são muito semelhantes, diferindo apenas na espessura do material absorvente sonoro e de amortecimento da vibração colocado na caixa de ar. No entanto, o desempenho acústico destas 32

49 soluções difere significativamente. Enquanto a solução AD.7 apresenta um crescimento do isolamento superior ao previsto pela lei da massa, a solução AD.6 parece respeitar esta lei. A diferença de desempenho cresce com a frequência, observando-se que as duas soluções apresentam comportamentos muito mais próximos nas baixas frequências. R (db) AD.4 (6º RPQ) AD.5 (7º RPQ) AD.6 (8º RPQ) AD.7 (2º RPQ) AD.8 (5º RPQ) AD.9 (15º RPQ) AD.10 (1º RPQ) AD.17 (9º RPQ) AD.18 (14º RPQ) f (Hz) Figura 3.16 Espectros de redução sonora, medidos em laboratório, para paredes duplas de alvenaria [16, W.3; W.7; W.10; W.11; W.12; W.22] Soluções de paredes duplas mistas Na Tabela 3.5 são apresentadas as soluções de parede dupla mista analisadas na presente dissertação. No cálculo do custo total, considera-se um custo médio de execução de 26,00 /m 2, o qual é superior ao custo de execução das parede duplas em alvenaria de modo a reflectir a exigência de mão-de-obra mais especializada para a montagem de painéis leves. Considera-se um custo médio dos materiais (alvenarias e rebocos) idêntico ao adoptado nas secções anteriores. Assume-se um custo médio de cerca de 5,62 /m 2 para as placas de gesso cartonado, as quais constituem a solução mais comum de painel leve. Quando os painéis leves são aplicados sobre perfis metálicos, é acrescentado um custo médio de cerca de 14,00 /m 2. Quanto aos materiais de absorção sonora, mais uma vez, é aplicado o custo indicado pela empresa fornecedora. À excepção das soluções MD.1, MD.3 e MD.9 apresentadas na Tabela 3.5, todas as soluções apresentadas podem ser aplicadas em paredes divisórias cumprindo o mínimo regulamentar de D n,w = 50 db (considerando, mais uma vez, que a transmissão marginal e a correcção da área da parede têm um efeito combinado de cerca de 5 db). 33

50 Tabela 3.5 Soluções em paredes duplas mistas. Material Empresa Massa volúmica material (kg/m 3 ) Solução Espessuras (i) (mm) Espessura total (mm) Massa total (kg/m 2 ) R w (db) R w prev (db) Custo ( /m 2 ) RQP Classificação Cortiça e Derivados LÃS AMORIM ISOCOR IMPERA- LUM TEXSA DANOSA ISOVER URSA Valores Médios 120 MD.1 (v) reb alv reb aglomerado negro de cortiça (30) + placa de gesso MD.2 (v) de coco e aglomerado negro de reb alv reb fibra cortiça (40) + placa de gesso MD.3 lã sintética 60 membrana 100 lã vidro 15 Lã rocha 40 Lâmina 190 MD.4 MD.5 70 MD.6 lã sintética 50 membrana 2000 MD.7 22 MD.8 reb alv fibras lã rocha aglutinadas com resina sintética termo-endurecida (40) + caixa de ar (40) + gesso cartonado 13 reb alv lã sintética intercalada com membrana sintética insonorizante, de alta densidade, com base polimérica de alta densidade, sem asfalto (22)+ lã vidro (50) + gesso cartonado 2x13 reb alv lã rocha (50) + lâmina sintética com base polimérica de alta densidade, sem asfalto, auto-adesiva (4) + gesso cartonado 2*13 reb alv lã de rocha (40) + gesso cartonado 15 reb alv reb lã sintética com membrana betuminosa (28) + Banda autoadesiva composta por uma lâmina de asfalto modificada e polietileno reticulado não-espumado (4) + gesso cartonado 13 + lâmina de asfalto modificada (4) + gesso cartonado 13 reb alv lã de vidro (40) + gesso cartonado15 (v) reb alv lã vidro (40) + 70 MD.9 gesso cartonado 10 (v) reb alv reb lã de 70 MD.10 vidro (40) + gesso cartonado MD MD MD MD MD.15 reb alv lã vidro (30) + gesso cartonado 13 reb alv lã vidro (30) + gesso cartonado 13 reb alv lã vidro (30) + lã vidro (30) + gesso cartonado 2x13 reb alv lã vidro (30) + lã vidro (30) + gesso cartonado 2x13 reb. 10+ alv lã de vidro (60) + placa de gesso ,17 0, ,72 0, ,76 0, ,33 0, ,40 0, ,16 0, ,63 0, ,98 0, , ,51 0, ,16 0, (iii) 58 46, (iii) 60 47, (iii) 58 55, (iii) 60 56, (iii) 61 66, (iv) , (i) (ii) Reb. reboco ; Alv. alvenaria ; Todas as alvenarias consideradas são em tijolo cerâmico furado; Os valores R w das soluções MD.6 e MD.7 foram calculados a partir do D n,w (db). Admitiu-se R w = D n,w (iii) Os valores R w não são determinados através de ensaios de laboratório, apenas estimados, pelo que se optou por não considerar os resultados na comparação das soluções. (iv) No cálculo do valor médio da massa volúmica do material absorvente, não se consideraram as massas volúmicas das membranas ou lâminas de alta densidade das soluções MD.5, MD.6 e MD.8. (v) As soluções MD.1, MD.2, MD.10 e MD.11 são soluções em que o material absorvente sonoro é colado. 34

51 1 reboco com 10 cm; 2 tijolo cerâmico de 70 mm de espessura; 3 placa de gesso cartonado com 10 mm espessura; 4 lã de vidro com 40 mm de espessura; 5 pasta de colagem com 10 a 15 mm. Figura 3.17 Esquema da solução MD.9 [W.11]. A solução MD.8 não apresenta o maior valor R w, no entanto, a sua espessura, inferior à média aliada a um custo também inferior ao custo médio total, coloca-a na primeira posição no que diz respeito à relação preço-qualidade. As soluções MD.1 e MD.2, com apenas 10 mm de diferença de espessura, apresentam uma variação de R w de 5 db, o que é francamente superior ao esperado. Esta variação é responsável pela grande diferença na classificação RPQ destas duas soluções. Na Figura 3.18, apresentam-se os espectros de redução sonora obtidos para oito das dez soluções de parede duplas mista consideradas na classificação da relação preço-qualidade apresentada na Tabela 3.5. R (db) MD.1 (10º RPQ) MD.2 (4º RPQ) MD.3 (9º RPQ) MD.4 (3º RPQ) MD.5 (8º RPQ) MD.8 (1º RQP) MD.9 (5º RPQ) MD.10 (6º RPQ) f (Hz) Figura 3.18 Espectros de redução sonora medidos em ensaio de laboratório para paredes duplas mistas [W.3; W.10; W.11; W.12; W.22]. 35

52 Das soluções apresentadas na Figura 3.18, destaca-se a MD.4 com um comportamento consideravelmente superior às restantes soluções nas baixas frequências. A solução MD.10, destaca-se como a solução que apresenta maior capacidade de isolamento a ruído aéreo nas frequências médias e altas. Nas altas frequências, evidencia-se a solução MD.5. Com melhor classificação RPQ, a solução MD.8 apenas dispunham de espectro em bandas de oitava, pelo que foi necessário converter os valores de R em bandas de terços de oitava como já descrito para as paredes duplas em alvenaria. Apesar de estar classificada em primeiro lugar, os valores de R da MD.8 a altas frequências são consideravelmente menores que as restantes soluções apresentadas. Curiosamente, a solução MD.2, está classificada à frente da solução MD.9, pelo que se pode explicar pelo seu bom comportamento ao longo da frequência, aliado a uma menor espessura. O que se poderá concluir desta análise espectral, é que a colocação dos materiais das soluções MD.4 e MD.9, trazem benefícios a este tipo de soluções de paredes duplas mistas. E que, pela observação do gráfico, seria interessante propor aos fornecedores uma solução em que se adoptassem ambos os materiais abrangendo tanto a baixas, como a médias e altas frequências Tabiques As paredes de tabique são tradicionalmente utilizadas em hotéis, escritórios, hospitais etc. No entanto, hoje em dia, estas soluções começam a ser utilizadas com frequência também em edifícios de habitação, sobretudo em obras de reabilitação. Este é um sistema que, apesar de ter relativamente pouca massa, apresenta elevado isolamento e com menor espessura comparado com o isolamento das paredes simples em alvenaria tradicional. Na alvenaria tradicional, devido à constituição das soluções e da sua maior massa, são controladas pela lei da massa, o que nas paredes em tabique, as soluções tiram partido do efeito massa-mola-massa. Para paredes leves, utilizam-se estruturas autoportantes de aço constituídas por canais horizontais e perfis verticais de largura variável. Dependendo do nível de isolamento que se deseja alcançar é possível utilizar uma ou duas estruturas independentes. Como já referido na secção , para evitar ressonâncias na caixa de ar, é importante colocar materiais absorventes sonoros, como lãs minerais, no interior da cavidade, e de modo a incrementar o isolamento. A elasticidade da lã mineral é importante no isolamento acústico, não só por questões de desempenho do material, como por questões técnicas de colocação em obra, já que um material com mais elasticidade vai fazer com que, no caso de instalações que tenham de passar pelo elemento construtivo, estas sejam colocadas juntamente com a lã e esta não tenha que ser cortada ou alterada, perdendo as suas características. Com um material mais elástico, é 36

53 possível instalar condutas e outros sem que as propriedades acústicas da parede leve sejam diminuídas. Figura 3.19 Exemplo de instalações em tabique [W.23]. Após compilação das soluções tecnológicas em paredes duplas em tabique, devido à função que estas soluções podem exercer, e também devido à grande variedade, opta-se por analisar as soluções em dois grandes grupos: tabiques aplicáveis em paredes não divisórias, e tabiques aplicáveis em paredes divisórias entre diferentes fogos. Como paredes divisórias considerou-se apenas as paredes com o índice R w superior ou igual a 55 db, assumindo-se que as transmissões marginais e a correcção da área da sala têm um efeito de cerca de 5 db. As soluções consideradas como paredes não divisórias, com R w menor que 55 db, consideram-se que podem ser utilizadas como paredes interiores de um fogo ou como paredes exteriores. Nas situações em que são aplicadas como parede exterior é também necessário ter em conta a segurança, para o que são normalmente aplicados perfis metálicos anti-vandalismo. Na Tabela 3.6, apresentam-se as soluções em tabique consideradas como aplicáveis em paredes não divisórias. Como já referido nas soluções aplicáveis como paredes duplas mistas, a colocação de perfis leves tem um custo médio superior ao da aplicação de um pano em alvenaria. Desta forma, como se tratam de soluções em tabique onde é necessário mão de obra mais qualificada, a aplicação deste tipo de soluções encarece. Considera-se um custo médio de cerca de 32,5 /m 2 (este valor foi estimado de acordo com um orçamento a uma parede em tabique, subtraído o valor dos materiais). Ainda no cálculo do custo total das soluções em tabique utilizam-se os custos já anteriormente referidos para os diversos materiais constituintes, pelo que ao material absorvente sonoro, aplica-se o custo do material comercializado pela empresa. 37

54 Tabela 3.6 Soluções em tabique, aplicáveis em paredes não divisórias. Material Empresa Massa volúmica (kg/m 3 ) Solução Espessuras (i) (mm) Espurra total (mm) Massa (ii) (kg/m 2 ) R w (db) R w prev (db) Custo ( /m 2 ) RQP Classificação Cortiças e Derivados AMORIM ISOCOR 112 TDI fibra coco (25) , ,74 0, TDI fibra coco (40) , ,04 1, TDI aglomerado negro cortiça (30) ,76 0,4 15 IMPERALUM 70 TDI caixa de ar 35 + fibras lã rocha aglutinadas com resina sintética termo-endurecida (40) + caixa de ar , ,71 1,0 1 Lã vidro 40 Lâmina 190 TDI lâmina sintética alta densidade (4) + lã vidro (50) ,42 0,7 7 TEXSA Lã vidro 15 Lâmina 190 TDI lã de vidro (50) + lâmina sintética alta densidade (4) , ,04 0,8 3 URSA 19 TDI lã de vidro (45) ,76 0,6 8 LÃS IBERPLACO 40 TDI.8 2x13+ lã de rocha (40) + 2x ,48 0,7 6 ISOVER 22 TDI lã de vidro (40) ,86 0,5 12 ROCKWOOL KNAUF 30 TDI lã de rocha (48) , ,94 0, TDI lã de rocha (48) ,56 0, TDI lã de rocha (48) ,46 0, TDI lã de rocha (48) , ,24 0, TDI lã de rocha (48) ,86 0, TDI lã de rocha (48) , ,98 0, TDI lã de rocha (70) , ,74 0, TDI.17 2x13 + lã de rocha (48) + 2x ,48 0,8 4 Valores Médios , , (i) Como as soluções em tabique possuem sempre panos constituídos por placas de gesso cartonado, optou-se por não colocar a nomenclatura na especificação das soluções, sendo apenas apresentadas as espessuras das placas. (ii) No cálculo da massa (kg/m 2 ) somam-se as massas dos vários constituintes da solução, desprezando a massa do material absorvente sonoro. 38

55 A solução com RPQ mais elevado é a solução TDI.4. Esta solução constituída por placas de gesso cartonado e fibras lã rocha aglutinadas com resina sintética termo-endurecida, apresenta ainda caixas de ar livre com uma espessura total de 7 cm. Apesar de ser uma solução com uma espessura elevada comparando com as restantes soluções, apresenta um valor R w bem acima da média que aliada ao menor custo (custo total abaixo da média) permite que a TDI.4 exiba uma pontuação superior, isto é, uma melhor relação preço-qualidade. Comparando a solução TDI.4 com soluções de constituição similar, mas sem caixa de ar livre, como é o caso das soluções TDI.8 e TDI.13, conclui-se ainda que a existência de caixa de ar parcialmente preenchida permite um maior isolamento, já que as soluções em que a caixa de ar é totalmente preenchida apresentam valores R w inferiores ao da solução TDI.4. Analisando as soluções TDI.1 a TDI.2, conclui-se, como seria de esperar, que a espessura do material absorvente influencia o isolamento das soluções: o aumento da espessura do material fibra de coco de 25 mm para 40 mm, permite um aumento de 7 db do índice R w. R (db) TDI.1 (17º RPQ) TDI.3 (15º RPQ) TDI.5 (7º RPQ) TDI.7 (8º RPQ) TDI.2 (2º RPQ) TDI.4 (1º RPQ) TDI.6 (3º RPQ) TDI.9 (12º RPQ) f (Hz) Figura 3.20 Espectros de redução sonora medidos em ensaio de laboratório para paredes duplas em tabique, aplicáveis em paredes interiores [W.3; W.10; W.11; W.12; W.22; W.23]. Analisando a Figura 3.20, onde se apresenta o espectro de redução sonora para paredes duplas em tabiques, observa-se que a solução TDI.6, até frequências de 315 Hz, é a solução com melhor desempenho a isolamento sonoro de todas as soluções apresentadas. Isto deve-se à utilização de uma lâmina sintética alta densidade, utilizada pela empresa TEXSA [W.22]. Contudo, a partir dessa frequência, a solução TDI.4 apresenta-se como a solução mais isolante até à frequência de 2000 Hz. Estas soluções, como era de esperar, possuem R w superior à maioria das soluções analisadas na Figura

56 Como conselho aos fabricantes, em especial à empresa IMPERALUM [W.10] e TEXSA [W22], recomenda-se o estudo de uma solução, com um material similar ao da solução TDI.4, fibras de lã de rocha aglutinadas com resina sintética termo-endurecida, com duas placas de gesso cartonado em ambas as faces, tal como na solução TDI.6. Seria interessante ainda colocar-se uma lâmina sintética de alta densidade nesta nova solução pelo que, como verificado na Figura 3.20, aumenta o isolamento nas baixas frequências e acrescentar ainda caixa de ar livre. De seguida, analisam-se as soluções de tabiques aplicáveis como paredes divisórias. Estas soluções são apresentadas na Tabela 3.7. Tal como nas soluções em paredes duplas analisadas anteriormente, observa-se que o material lã mineral é também dominante. Relativamente ao R w,prev, nota-se que a estimativa é conservativa comparada com a estimativa realizada na Tabela 3.6. Conclui-se que quanto maior o isolamento sonoro da solução, mais índice R w,prev é conservativo, já que para soluções com valores de R w menores, esta diferença não é tão significativa. Analisando a Tabela 3.7, a solução TDD.18, comercializada pela empresa ROCKWOOL é a que apresenta um valor de RPQ mais elevado. Esta solução apresenta o índice R w mais elevado (81 db), pelo que pode ser uma solução a optar em casos em que o compartimento da habitação está em paredes meias com um serviço, ou comércio, e seja necessário um maior isolamento. Tal como esta solução, existem ainda a TDD.5 e a TDD.11 que, devido ao seu elevado isolamento, são indicadas neste tipo de aplicações. Quanto à solução com melhor classificação RPQ, sem se considerar as soluções anteriormente analisadas, tem-se a TDD.8. O facto de ter uma espessura abaixo da média, e um custo total também inferior à média, aliada a um índice R w acima da média, coloca esta solução na terceira posição em termos de relação preço-qualidade. A solução TDD.8, para além do material absorvente sonoro, lã mineral, apresenta caixa de ar, o que faz, comparando com outras soluções de constituição similar, aumentar o índice de isolamento sonoro. Em relação à Figura 3.21, observa-se que a solução da ISOVER [W.12], TDD.11 e a solução da URSA [W.23], TDD.5, como seria de esperar, devido ao seu elevado índice R w, são as soluções que melhor desempenho apresentam ao longo da frequência. No entanto, a solução TDD.11 também se destaca, sobretudo nas médias e altas frequências. Verifica-se, como seria de esperar, que o efeito da camada de material absorvente faz-se sentir com mais evidência nas frequências mais elevadas. Para além destas soluções, que podem ser aplicadas em casos especiais, como já referido anteriormente, será prudente analisar em separado as outras soluções encontradas. 40

57 Tabela 3.7 Soluções em tabique, aplicáveis como paredes divisórias. Material Empresa Massa volúmica (kg/m 3 ) Solução Espessuras (i) (mm) Espessur a total (mm) Massa (kg/m 2 ) R w (db) R w prev (db) Custo ( /m 2 ) RQP Classif. Cortiças e Derivados AMORIM ISOCOR 112 TDD fibra de coco (40) , ,28 0,4 16 TEXSA 40 TDD lâmina sintética alta densidade (3) + lã de vidro (70) ,8 59, ,17 0,5 11 URSA DANOSA 19 TDD.3 19 TDD.4 19 TDD.5 70 TDD lã de vidro (45) lã vidro (45) + lã vidro (45) lã vidro (45) + lã vidro (65) + lã vidro (45) x13 + banda adesiva (4) + lã de rocha (40) + painel segurança + caixa ar (40) + lã de rocha (40) + banda adesiva (4) + 2x , ,38 0, , ,38 0, ,49 0, , ,98 0,4 14 LÃS KNAUF ROCKWOOL ISOVER IBERPLACO 40 TDD.7 2x13 + lã de rocha (70) +2x ,98 0, TDD.8 2x13 + caixa ar (50) + lã de rocha (40) +2x ,48 0, TDD.9 2x13 + lã de vidro (60) + 2x , ,78 0, TDD TDD.11 2x13 + lã de vidro (40) + armadura metálica 10 + lã de vidro (40) + 2x13 3x13 + lã de vidro (5x60) + 3x , ,78 0, , ,02 0, TDD.12 2x13 + lã de rocha (70) + 2x , ,88 0, TDD.13 2x13 + lã de rocha (70) + 2x , ,88 0, TDD lã de rocha (48+48) ,78 0, e 70 TDD lã de rocha (48+70) ,23 0, TDD e 70 TDD TDD lã de rocha (48+48) lã de rocha (48+70) x13 + lã de rocha ( ) + 3x ,4 0, ,85 0, , ,48 0, TDD.19 3x13 + lã de rocha (70) + 3x ,5 58** 53 85,22 0, TDD.20 3x13 + lã de rocha (90) + 3x ,5 59** 53 85,52 0,4 18 Valores Médios , , (i) Como as soluções em tabique possuem sempre panos constituídos por placas de gesso cartonado, optou-se por não colocar a nomenclatura na especificação das soluções, sendo apenas apresentadas as espessuras das placas. (ii) No cálculo da massa (kg/m 2 ) somam-se as massas dos vários constituintes da solução, desprezando a massa do material absorvente sonoro. 41

58 R (db) TDD.1 (16º RPQ) TDD.3 (17º RPQ) TDD.2 (11º RPQ) TDD.4 (6º RPQ) TDD.5 (5º RPQ) TDD.9 (20º RPQ) TDD.10 (4º RPQ) TDD.11 (2º RPQ) f (Hz) Figura 3.21 Espectros de redução sonora medidos em ensaio de laboratório para paredes duplas em tabique, aplicáveis em paredes divisórias [W.3; W.11; W.12; W.22; W.23]. No caso concreto das soluções TDD.4 e TDD.10, a altas frequências, é a solução TD.10 que se apresenta como a mais isolante, apesar de nas médias frequências a solução TDD.4 apresentar melhor desempenho. Este facto talvez seja explicado pela existência da caixa de ar parcialmente preenchida, já que é a grande diferença encontrada entre estas duas soluções. Como se observa na Tabela 3.7, ambas as soluções apresentam a mesma espessura e o mesmo índice de isolamento sonoro. Logo, poderá concluir-se que o facto de se ter menos espessura de material absorvente, mas com o acrescento da caixa de ar, a solução pode vir a ter o mesmo isolamento que outra totalmente preenchida. Como apresenta menor espessura de material, a solução TDD.10 é ligeiramente mais barata Comparação de soluções aplicáveis como paredes duplas Para uma melhor compreensão, é importante efectuar-se uma comparação global das soluções aplicáveis em paredes duplas, analisando as soluções em alvenaria, mistas e tabiques. Deste modo, seleccionam-se as quatro primeiras soluções de cada grupo de paredes duplas que apresentaram maior classificação. Na Tabela 3.8, é apresentada a espessura total de cada solução, a massa superficial, o índice R w e o R w,prev e ainda o custo médio total. É feita, tal como referido anteriormente para os diferentes grupos de paredes duplas, uma análise preço-qualidade, sendo apresentada uma classificação final de cada solução, em relação à análise global. 42

59 Tabela 3.8 Soluções tecnológicas aplicáveis como paredes duplas. Paredes Duplas Massa volúmica (kg/m 3 ) Solução Classificação Espessuras (mm) Espessura (mm) Massa (kg/m 2 ) R w (db) R w prev (db) Custo ( /m 2 ) RPQ Classificação Final 21 AD.10 1 reb alv lã de rocha (40) + alv reb ,31 0,7 7 Alvenaria 60 AD AD.15 3 reb alv lã sintética com membrana de alta densidade (80) + alv reb. 15 reb alv lã de vidro (30) + alv reb ,20 0, ,53 0, AD.16 4 reb alv lã de vidro (50) + alv reb ,75 0,5 11 Mistas Tabiques Interiores 22 MD.8 1 lã sintética 50 membrana 2000 lã sintética 60 membrana 100 lã vidro 15 MD.7 2 MD MD TDI.4 1 reb alv lã de vidro (40) + gesso cartonado15 reb alv reb lã sintética com membrana betuminosa (28) + Banda auto-adesiva composta por uma lâmina de asfalto modificada e polietileno reticulado nãoespumado (4) + gesso cartonado 13 + lâmina de asfalto modificada (4) + gesso cartonado 13 reb alv lã sintética intercalada com membrana sintética insonorizante, de alta densidade, com base polimérica de alta densidade, sem asfalto (22)+ lã vidro (50) + gesso cartonado 2x13 reb alv reb fibra de coco e aglomerado negro de cortiça (40) + placa de gesso caixa de ar 35 + fibras lã rocha aglutinadas com resina sintética termo-endurecida (40) + caixa de ar ,98 0, ,63 0, ,33 0, ,72 0, , ,71 0, TDI fibra coco (40) , ,04 0,4 14 Lã vidro 15 Lâmina 190 TDI lã de vidro (50) + lâmina sintética alta densidade (4) , ,04 0, TDI x13 + lã de rocha (48) + 2x ,48 0,4 16 Tabiqes Divisórias 40 TDD x13 + lã de rocha ( ) + 3x , ,48 0, TDD x13 + lã de vidro (5x60) + 3x , ,02 0, TDD TDD x13 + caixa ar (50) + lã de rocha (40) +2x13 2x13 + lã de vidro (40) + armadura metálica 10 + lã de vidro (40) + 2x ,48 0, , ,78 0, Valores Médios ,09 43

60 Como verificado, é uma solução em parede dupla mista que é classificada em primeiro lugar. No entanto, são as soluções em tabique que, de um modo geral, apresentam a melhor relação preço-qualidade. Apesar de serem as soluções mais caras, as soluções em tabique apresentam maior índice R w aliado a uma menor espessura. Na análise global, verifica-se que é o preço que acaba por ser condicionante. Porém, por exemplo, muito dificilmente um construtor aplicaria uma solução em tabique com apenas mais 3 db e com um custo consideravelmente mais elevado. 3.3 TECTOS Em edifícios de habitação, os tectos falsos são elementos construtivos que, hoje em dia, são frequentemente utilizados para permitir a passagem de instalações técnicas. No entanto, os tectos falsos podem também ser utilizados para melhorar o isolamento sonoro entre compartimentos de edifícios de habitação. Na presente dissertação será analisado o desempenho dos tectos falsos do ponto de vista da sua contribuição para o isolamento sonoro dos pavimentos separadores de fogos. Não serão analisados os chamados tectos acústicos, os quais se dimensionam com o objectivo de melhorar a qualidade acústica dos espaços fechados, nomeadamente através do controle do tempo de reverberação desses espaços. Em edifícios de habitação, os tectos falsos são frequentemente aplicados em suportes metálicos fixos ao pavimento de base, o qual, na presente dissertação, se assume ser constituído por uma laje de betão armado. Embora fosse interessante analisar o efeito das soluções de tecto falso aplicadas sob pavimentos de madeira, na presente dissertação este tipo de soluções não será considerado. No caso de soluções em tecto falso fixos a laje de betão armado, por vezes são também introduzidos materiais absorventes sonoros no espaço de ar formado pelo tecto falso. Os materiais absorventes sonoros utilizados com maior frequência são as lãs minerais. No mercado estão ainda disponíveis outros materiais absorventes sonoros como a fibra de coco com aglomerado negro de cortiça, comercializada pela AMORIM [W.3] e ISOCOR [W.11] com designação CORKOCO. A empresa TEXSA [W.22] recomenda, tal como em soluções em paredes, o material TECSOUND FT 75, o que é similar ao TECSOUND FT 40, sendo constituído por um feltro poroso e pela lâmina sintética com base polimérica de alta densidade anteriormente descrita. Este material apresenta uma massa superficial de 7,6 kg/m 2 e uma espessura de 14 mm. Com objectivo de melhorar o desempenho dos tectos falsos relativamente ao isolamento sonoro nas baixas frequências, são, por vezes, utilizados apoios anti-vibráticos como os que se ilustram na Figura No entanto, existem outras soluções disponíveis no mercado. A empresa TEXSA [W.22] recomenda, para este efeito, a utilização do material TECSOUND SY 70, já descrito anteriormente, para aplicação entre os perfis metálicos de suporte e o tecto falso. A 44

61 empresa IMPERALUM [W.10] sugere a utilização do material IMPERSOM TECTOS, com espessuras entre 40 a 50 mm, o qual deve ser colocado entre a superfície inferior do pavimento base e os perfis metálicos de suporte do tecto falso (Figura 3.22). Este material é semelhante ao IMPERSOM PAREDES, sendo constituído por um painel de fibras lã rocha aglutinadas com resina sintética termo-endurecida e uma massa volúmica de cerca de 40 kg/m laje de betão armado; 2 - painel de fibras lã rocha aglutinadas com resina sintética termo-endurecida (40 a 50 mm); 3 - perfil metálico; 4 - placa de gesso cartonado (13 mm). Figura 3.22 Ilustração da solução IMPERSOM TECTOS [W.10]. Contudo, a espessura das lajes de betão armado das soluções apresentadas na Tabela 3.9 não foram especificadas pelas empresas fornecedoras. Apenas as empresas AMORIM [W.3], ISOCOR [W.11] e TEXSA [W.22] disponibilizaram esta informação. O facto de as soluções não possuírem a mesma espessura de laje leva a que a sua comparação em termos R w não seja possível. Como a laje é o elemento de maior massa, é o que apresenta maior influência no isolamento deste tipo de soluções. Por esta razão, não se determinou a massa total das soluções, nem foi elaborada a análise em termos de RPQ já que não se podem comparar directamente os valores de R w. Salienta-se que as empresas fornecedoras devem apresentar os dados homogeneizados e informações mais detalhadas das suas soluções. Na Tabela 3.9, onde se apresentam as soluções de tectos falsos, optou-se por não incluir a laje de betão nem na espessura, nem no custo total das soluções. No custo total, considerou-se um custo médio de aplicação igual ao de um painel. Consideraram-se ainda os custos já referidos anteriormente para os restantes materiais. Observando a Tabela 3.9, é a solução TF.1 que se apresenta um índice R w mais elevado. Como referido, a empresa AMORIM [W.3] e ISOCOR [W.11] especificaram a espessura da laje desta solução, informando que se trata de uma laje de betão armado com 14 cm. Em soluções de tectos falsos à que ter em atenção à sua espessura. Em casos de pé-direito menores que 2,8 metros, por exemplo, a solução TF.1 já não cumpriria o valor mínimo exigido pelo RGEU [N.16], de 2,4 m para edifícios de habitação. 45

62 Tabela 3.9 Soluções construtivas aplicáveis como tectos falsos. Material Empresa Massa volúmica (kg/m 3 ) Solução Descrição (mm) Espessura total (mm) (ii) R w (db) Custo ( /m 2 ) Cortiças derivados AMORIM ISOCOR 120 TF.1 caixa de ar 350+ (estrutura de suporte) + fibra de coco e aglomerado negro de cortiça (40)+ placa de gesso cartonado ,57 60 TF.2 caixa de ar 50 + amortecedores + (estrutura de suporte) + lã rocha (50)+ placa gesso cartonado13 + lâmina sintética alta densidade (4) + placa gesso cartonado ,68 TEXSA 60 TF.3 estuque de gesso 10 + feltro poroso com lâmina sintética alta densidade (12) + caixa de ar amortecedores + (estrutura de suporte) + lã de rocha (50)+ placa de gesso cartonado 13 + lâmina sintética alta densidade (4) + placa de gesso cartonado ,15 16 TF.4 caixa de ar (estrutura de suporte) + lã de rocha (50) + placa de gesso cartonado (i) 43,12 16 TF.5 caixa de ar (estrutura de suporte) + lã de rocha (50) + placa de gesso cartonado (i) 43,12 Lãs KNAUF 16 TF.6 16 TF.7 caixa de ar (estrutura de suporte) + lã de rocha (50) + placa de gesso cartonado 13 caixa de ar (estrutura de suporte) + lã de rocha (50) + placa de gesso cartonado 13x (i) 43, (i) 48,74 16 TF.8 caixa de ar (estrutura de suporte) + lã de rocha (50) + placa de gesso cartonado 13x (i) 48,74 16 TF.9 caixa de ar (estrutura de suporte) + lã de rocha (50) + placa de gesso cartonado 13x (i) 48,74 ARMSTRONG - TF.10 - TF.11 - TF.12 caixa de ar 15 + (estrutura de suporte) + placa de gesso cartonado 19 caixa de ar 24 + (estrutura de suporte) + placa de gesso cartonado 19 caixa de ar 24 + (estrutura de suporte) + placa de gesso cartonado (i) 39, (i) 39, (i) 43,68 (i) (ii) Desconhece-se que este valor tenha sido determinado de acordo com a norma [N.9]; No cálculo da espessura, não se considera a laje, apenas a espessura da caixa de ar, do material absorvente (quando existe), e do revestimento; As soluções TF.2 (Figura 3.23) e TF.3 destacam-se como as soluções com menor espessura, à excepção das soluções da ARMSTRONG [W.4]. Para além da lã mineral, apresentam outros materiais, lâminas de alta densidade. Verifica-se que a aplicação deste material faz aumentar o custo da solução. A laje de betão armado considerada nestas soluções, e de acordo com o representante da empresa TEXSA [W.22], é de 25 cm. No entanto, uma laje com esta espessura terá, por si, devido à elevada massa, um R w na ordem dos 50 a 52 db, pelo que, sobretudo a solução TF.3, parece ter um R w baixo. 46

63 laje (250 mm); 2 - estuque de gesso (10 mm); 3 - feltro poroso com lâmina sintética alta densidade (TECSOUND FT 75 com 12 mm); 4 - caixa de ar (200 mm); 5 - amortecedores; 6 - lã de rocha (50 mm); 7 - lâmina sintética alta densidade (TECSOUND SY 70 com 4 mm); placa de gesso cartonado (13 mm). Figura 3.23 Ilustração da solução de tecto falso TF-2 [W.36]. Ainda analisando a Tabela 3.9, existem algumas soluções que não cumprem o regulamento (considerando que a contribuição da transmissão marginal e a correcção da área da parede têm um efeito combinado de cerca de 5 db). Tem-se o caso das soluções TF.3, TF.5, TF.6, e TF.8 a TF.12, com um R w menor que 55 db. Na Figura 3.24, apresentam-se os espectros das soluções TF.2 e TF.3. Estas soluções são as únicas comparáveis e que dispunham esta informação. Salienta-se que estes dados foram solicitados a todas as empresas fornecedoras. Como se observa, é a solução TF.2 que se apresenta com maior isolamento a baixas frequências, facto esse que pode explicar o menor índice R w da solução TF.3. R (db) TF.2 TF f (Hz) Figura 3.24 Espectros de redução sonora medidos em ensaio de laboratório para tectos falsos [W.22]. 47

64 3.4 HETEROGENEIDADES As heterogeneidades podem ser consideradas em associação com as soluções de parede referidas anteriormente. Tem-se o exemplo das janelas, portas e caixas de estore. No entanto, na presente dissertação serão analisadas apenas as janelas e portas, sendo dado particular relevo à sua influência no desempenho acústico das envolventes onde se inserem Janelas As paredes dos edifícios de habitação constituem heterogeneidades da fachada que diminuem o isolamento desta. Como verificado na secção , o desempenho acústico das soluções aplicáveis como paredes duplas em alvenaria, em caso de serem colocadas como paredes exteriores, depende sempre da área e tipo de envidraçados. No seguimento da Tabela 3.4, e de forma a obter-se soluções de fachada que cumpram os requisitos mínimos mesmo para A env / A tot < 0,5, analisa-se ainda, na Tabela 3.10, o valor mínimo R w do envidraçado para que cada solução de parede dupla seja aplicada como solução de fachada e cumpra o requisito de D n,w,h 38 db. Tabela 3.10 Isolamento sonoro mínimo R w da área de envidraçados. Soluções AD.1 AD.2 AD.3 AD.4 AD.5 AD.6 AD.7 AD.8 AD.9 AD.10 AD.11 AD.12 AD.13 AD.14 AD.15 AD.16 AD.17 AD.18 R w (db) A env /A tot R w,h (db) 0, , , , , , , , , , De acordo com a Tabela 3.10, conclui-se que para fachadas com elevadas áreas de envidraçados, são necessários vidros com R w na ordem 38 db. Como no caso de vidros simples o aumento da espessura destes não permite obter valores de R w mais elevados, pelo que terão de ser considerados vidros laminados ou vidros duplos com caixa de ar. 48

65 O vidro laminado aumenta o isolamento acústico em torno da frequência crítica do vidro. Os vidros duplo tiram partido do efeito massa-mola-massa, o qual já foi descrito anteriormente para as paredes. A empresa SAINT-GOBAIN [W.19] comercializa diversas soluções de envidraçado com características acústicas melhoradas. A SAINT-GOBAIN [W.19] apresenta dois tipos de soluções de vidro laminado, as quais incluem uma melhoria clara em termos do comportamento acústico, oferecendo também melhorias ópticas e de segurança. O vidro laminado STADIP é um vidro laminado clássico constituído por vidros simples separados por uma lâmina de PVB (butiral de polivinil). O vidro laminado STADIP SILENCE utiliza um filme PVB Silence com 0,38 mm ou de 0,76 mm de espessura, o qual é sujeito a um tratamento específico com vista a melhorar as suas capacidades de atenuação sonora. A SAINT-GOBAIN [W.19] apresenta também diversas soluções de vidro duplo, as quais podem ser combinadas com vidro laminado. Existem três combinações: vidros duplos com vidro laminado nas duas faces interior e exterior designados por CLIMAPLUS SILENCE; vidro laminado em pano interior e vidro simples em pano exterior CLIMALIT; e vidros duplos compostos por vidros simples como pano interior e exterior CLIMAPLUS ACOUSTIC. O CLIMALIT SILENCE é adequado para utilização em fachadas envidraçadas de edifícios ou em habitações situadas em zonas ruidosas (ruas de comércio, periféricas, proximidade de estações, aeroportos) e com risco elevado de vandalismo. De acordo com o fornecedor, estes vidros apresentam resistência às quedas de objectos e amortecem o ruído do impacto da chuva, pelo que podem também ser utilizados em clarabóias. Na Tabela 3.11 apresentam-se as várias soluções de envidraçados. Ao contrário das soluções de parede, nesta tabela não se apresenta a relação preço-qualidade uma vez que não foram fornecidos os preços dos envidraçados. Apresentam-se apenas as soluções em termos de espessura e índice R w, pelo que o índice de isolamento sonoro é o parâmetro de comparação entre as diversas soluções. Os valores de R w das soluções envidraçadas de acordo com a norma [N.13] são também inseridas na tabela de modo a permitir a comparação destes dados com os fornecidos pelas empresas. O facto de não existir muita informação disponível relativamente a soluções de envidraçados, fez limitar esta análise a praticamente a uma só empresa. Observando a Tabela 3.10, nota-se que as soluções JA.12 a JA.15, apresentam um ganho médio, expresso em R w de 2 a 5 db, relativamente aos vidros simples ou laminados clássicos como as soluções JA.8 a JA

66 Tabela 3.11 Soluções construtivas relativas aos elementos janelas. Material Empresa Tipo Designação Solução Descrição (i) (mm) Espessura (mm) Massa (kg/m 2 ) R w (db) RW,norma (db) [N.13] JA JA Vidro simples JA JA JA JA JA JA ou JA ou Vidros laminados filme PVB de 0,38 mm ou de 0,76 mm JA ou JA ou JA ou JA ou JA ou JA ou JA.16 4 (12) Vidros SAINT GOBAIN vidro laminado em pano interior e vidro simples em pano exterior JA.17 6 (12) JA.18 8 (6) JA (9) JA.20 6 (12) JA.21 8 (12) JA (12) JA.23 8 (12) Vidro duplos vidro laminado em pano interior e exterior JA (12) JA (16) JA (9) JA (12) JA (20) JA.29 4 (12) vidro simples em pano interior e exterior JA.30 4 (12) JA.31 4 (12) JA.32 6 (12) JA.33 6 (12) JA.34 8 (12) PRONORMA Vidro duplo JA.35 vidro duplo 35 a 45 - (i) Um vidro laminado 33.1, por exemplo, corresponde a dois vidros simples de 3 mm separados por uma lâmina de PVB de 1mm. Um vidro duplo 4 (12) 33.1 corresponde a um vidro simples de 4 mm de espessura, com uma caixa de ar de 12 mm e um vidro laminado

67 A solução JA.28, com um R w de 47 db, é a que apresenta maior índice de redução sonora, constituída por vidro duplo, com ambos os panos em vidro laminado. Esta solução é também a que apresenta maior espessura. No entanto, esta espessura é muito menor do que as espessuras comuns das paredes pelo que não constituem um problema construtivo. O aumento da espessura de um envidraçado reflecte-se normalmente no seu preço (como já referido anteriormente, não foram facultados os preços dos envidraçados), e no peso da solução, onde os caixilhos terão de ser dimensionados de forma a suportarem uma solução de envidraçado mais espessa. Finalmente, e de um modo geral, é o vidro duplo que apresenta maiores índices de isolamento. Como verificado, o vidro com o índice R w maior é um vidro duplo com ambos os panos em vidro laminado. Contudo, não é possível comparar este valor com um envidraçado similar ao da norma [N.11]. Esta apenas apresenta valores para vidros duplos com ambos os panos em vidro simples. Poderá então concluir-se que a introdução dos vidros laminados em envidraçados duplos é uma mais valia no aumento do isolamento sonoro dos envidraçados Portas Tal como acontece com as janelas, a colocação de uma porta pode afectar significativamente o isolamento sonoro de uma parede ou mesmo de toda a envolvente de um compartimento. Na Tabela 3.11 são apresentadas as soluções de portas analisadas na presente dissertação. As portas são descritas em termos das dimensões standard em que são comercializadas e em termos da sua massa superficial e do seu desempenho acústica. Nalgumas soluções, não é apresentada a espessura ou a massa superficial porque esses dados não foram fornecidos pelas empresas fabricantes. A falta de informação verifica-se também ao nível dos materiais constituintes das portas e ao nível dos custos de comercialização. Relativamente a este último parâmetro, apenas a empresa SILÊNCIO [W.20] apresentou preços para as suas portas, os quais são de cerca de Assim, não foi possível classificar as portas em termos de uma relação preço-qualidade. Optouse então por apresentar apenas os valores de R w de cada porta, os quais não incluem o efeito da existência de frinchas. Estas diminuem o valor de R w, mas são essenciais para garantir a ventilação natural das habitações [N.14]. Tal como para as janelas, foi realizada apenas uma pesquisa de mercado no que respeita a portas com melhorias acústicas relativamente ao normalmente utilizado, já que se pretende é encontrar soluções melhoradas do que normalmente se encontra o mercado. 51

68 Tabela 3.12 Soluções construtivas relativas aos elementos portas. Empresa Solução Descrição Altura (mm) Largura (mm) Espessura (mm) Massa (kg/m 2 ) R w,porta (db) PORSEG TECOMPART ABSORSOR SILÊNCIO PO Porta acústica PO.2 SILENTIUM PM 42S PO PO.4 Portas de madeira nd nd 33 PO.5 Folha simples nd nd 38 PO nd nd 45 PO nd nd 30 PO.8 2 folhas nd nd 35 PO nd nd 42 PO nd nd 38 Folha simples PO nd nd 45 Portas metálicas PO.12 2 folhas nd nd 35 PO nd nd 42 PO.14 PO.15 1 folha nd 40 PO nd 43 Portas de madeira nd 32 PO nd 48 PO ( ) 40 nd 37 PO ( ) 40 nd 40 2 folhas PO ( ) 50 nd 48 PO ( ) 70 nd 48 PO.22 Portas de madeira 1 folha PO.23 1 folha PO.24 1 folha PO.25 PO.26 PO.27 PO.28 PO.29 1 folha 1 folha 1 folha 2 folhas 1 folha , 680, 730, 780, 830, 880, 930, 980, 1030, 1080, 1130, 1180, PO.30 1 folha PO.31 1 folha PO.32 1 folha PO.33 Acústica e anti-intrusão : FORGES G 372 A2P 60 a (i) nd Não disponível. Das soluções apresentadas, as mais redutoras são as PO.20 e PO.21, da empresa TECOMPART [W.21], em madeira com uma folha, com 50 e 70 mm de espessura, 52

69 respectivamente. Porém, estas espessuras já são um pouco elevadas para o que é normalmente aplicado em edifícios de habitação. Das soluções com menor espessura, cerca de 40 mm, que é mais usual em portas destinadas a fogos de habitação, destaca-se a solução PO.15 em madeira, com uma folha, como é mais usual, e com um isolamento de 40 db. Da empresa PORSEG [W.16], destacam-se ainda as porta de madeira MALERBA, com valores de R w entre os 27 e os 44 db, contudo, as suas dimensões não foram fornecidas. A empresa PRONORMA [W.17] também comercializa portas com características acústicas, pelo que apenas especificaram que estas são em madeira e têm um isolamento sonoro entre 35 a 45 db. A solução Forges G 372, com características acústicas e anti-intrusão, também da PORSEG, é uma porta blindada com espessura na ordem dos 60 a 70 mm, conforme o modelo. Devido aos materiais utilizados no seu fabrico, a porta blindada Forges G 372 assegura um isolamento sonoro de cerca de 40 db, permitindo uma maior segurança. Na Tabela 3.13 são apresentados os valores de R w corrigidos para uma parede de 53 db, tendo em conta o índice de isolamento de cada solução da Tabela Estes valores foram calculados assumindo que as portas apresentam frinchas de 0,5 mm em todo o seu perímetro. O cálculo do índice de isolamento corrigido, é de igual forma que o efectuado para o caso das janelas, pelo que, quanto maior a área da heterogeneidade, menor o índice de isolamento global (quando o elemento porta possui um índice R w menor que a envolvente). Os valores de R w indicados na Tabela 3.3 foram calculados pela expressão R w 1 = 10log (db), (3.3) Rw,porta 53 Aporta A A 10 frincha porta + A frincha A + tot A tot A tot em que A frincha (m 2 ) representa a área da frincha e A porta (m 2 ) a área da porta. Analisando a Tabela 3.13, conclui-se que, para uma parede divisória entre um fogo e zonas comuns, com um R w de cerca de 53 db (admitindo um efeito das transmissões marginais e da correcção da área de 5 db), a introdução de uma porta (porta exterior de uma habitação), vai fazer com que o mínimo regulamentar de 48 db não seja cumprido. Este mínimo regulamentar também não é cumprido mesmo para uma área da porta de cerca de 10 % da área total da parede. Conclui-se que, o facto de existirem frinchas o isolamento da parede vai diminuir significativamente o isolamento da parede. Mesmo para um R w,porta elevado, como é o caso da solução PO.20, o máximo de isolamento R w obtido, com uma área de porta de 10 % da parede, é de apenas 39,7 db. 53

70 Tabela 3.13 Isolamento de uma parede com R w = 53 db, tendo em conta a influência das portas apresentadas na Tabela Solução A porta /A tot R w 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,99 PO ,38 34,43 32,69 31,45 30,49 29,70 29,04 28,46 27,95 27,54 PO ,56 34,61 32,87 31,64 30,67 29,88 29,22 28,64 28,13 27,72 PO ,73 34,78 33,04 31,80 30,84 30,05 29,39 28,81 28,30 27,89 PO ,94 33,99 32,24 31,00 30,04 29,25 28,58 28,01 27,50 27,08 PO ,75 34,80 33,06 31,83 30,86 30,08 29,41 28,83 28,32 27,91 PO ,09 35,15 33,41 32,17 31,21 30,43 29,76 29,18 28,67 28,26 PO ,94 33,99 32,24 31,00 30,04 29,25 28,59 28,01 27,50 27,09 PO ,74 35,81 34,08 32,84 31,88 31,09 30,43 29,85 29,34 28,93 PO ,65 36,74 35,01 33,78 32,82 32,04 31,37 30,80 30,29 29,88 PO ,75 34,80 33,06 31,83 30,86 30,08 29,41 28,83 28,32 27,91 PO ,09 35,15 33,41 32,17 31,21 30,43 29,76 29,18 28,67 28,26 PO ,74 35,81 34,08 32,84 31,88 31,09 30,43 29,85 29,34 28,93 PO ,65 36,74 35,01 33,78 32,82 32,04 31,37 30,80 30,29 29,88 PO ,49 33,53 31,79 30,55 29,58 28,79 28,13 27,55 27,04 26,63 PO ,67 34,72 32,98 31,74 30,78 29,99 29,33 28,75 28,24 27,83 PO ,80 34,85 33,11 31,88 30,91 30,13 29,46 28,88 28,37 27,96 PO ,98 35,04 33,30 32,06 31,10 30,31 29,65 29,07 28,56 28,15 PO ,95 36,03 34,30 33,06 32,10 31,32 30,65 30,07 29,57 29,15 PO ,31 36,39 34,66 33,43 32,47 31,68 31,02 30,44 29,93 29,52 PO ,70 36,79 35,06 33,83 32,87 32,09 31,42 30,85 30,34 29,93 PO ,70 36,79 35,06 33,83 32,87 32,09 31,42 30,85 30,34 29,93 PO ,51 31,53 29,78 28,54 27,57 26,78 26,12 25,54 25,03 24,61 PO ,95 32,98 31,24 29,99 29,03 28,24 27,57 26,99 26,48 26,07 PO ,31 34,36 32,62 31,38 30,42 29,63 28,96 28,38 27,87 27,46 PO ,78 34,84 33,10 31,86 30,90 30,11 29,44 28,86 28,36 27,94 PO ,70 34,75 33,01 31,77 30,81 30,02 29,36 28,78 28,27 27,86 PO ,90 34,96 33,22 31,98 31,02 30,23 29,57 28,99 28,48 28,07 PO ,95 35,00 33,27 32,03 31,07 30,28 29,61 29,04 28,53 28,11 PO ,98 35,04 33,30 32,07 31,10 30,32 29,65 29,07 28,56 28,15 PO ,03 35,09 33,35 32,12 31,16 30,37 29,70 29,12 28,62 28,20 PO ,03 35,09 33,35 32,12 31,16 30,37 29,70 29,12 28,62 28,20 PO ,07 35,13 33,39 32,15 31,19 30,40 29,74 29,16 28,65 28,24 54

71 4 SOLUÇÕES TÉCNICAS PARA ISOLAMENTO A RUÍDO DE PERCUSSÃO Neste capítulo e depois de já abordado o conceito de isolamento a ruído de percussão e definidos os índices regulamentares normativos no Capítulo 2, são apresentadas, as diversas soluções encontradas no mercado. Neste caso específico, consideraram-se revestimentos a ruído de percussão, normalmente utilizados em pavimentos flutuantes, utilizando a tradicional laje de betão armado, visto ser uma solução ainda muito corrente no país. Por outro lado, encontram-se também no mercado revestimentos aplicados a pavimentos aligeirados. Existem ainda outros tipos como o regranulado de cortiça, mas que não vai ser considerado nesta dissertação. 4.1 PAVIMENTOS FLUTUANTES Os revestimentos flutuantes são conseguidos através da interposição, entre a laje de suporte e o revestimento do piso, de uma camada de material resiliente com capacidade para amortecer as vibrações geradas pelo impacto decorrente da queda do objecto ou da locomoção humana. Os materiais resilientes analisados na presente dissertação podem ser agrupados em quatro grupos: cortiças e derivado da cortiça; lãs minerais, borrachas; polietilenos. Nas secções seguintes serão analisados os revestimentos flutuantes aplicados sobre cada um dos grupos de materiais resilientes acima referidos. Considerou-se, em todos os casos, um pavimento de suporte em betão armado Cortiças e Derivados O aglomerado negro de cortiça é um material natural que, além das características referidas em apresenta ainda uma estabilidade dimensional e uma resistência à flexão da ordem dos 175 KPa. O aglomerado negro de cortiça é comercializado pelas empresas AMORIM [W.3] e ISOCOR [W.11]. Figura 4.1 Amostra do material IMPERSOM [W.10]. 55

72 A empresa IMPERALUM [W.10] comercializa, com a designação IMPERSOM PAVIMENTOS (Figura 4.1), uma membrana betuminosa com a face superior revestida por granulado negro de cortiça e a face inferior revestida por um filme de polietileno. Este material apresenta uma massa superficial de apenas 1,5 kg/m 2. Este material é também comercializado pela MAPEI [W.14]. Na Tabela 4.1 são apresentadas as soluções analisadas de revestimentos flutuantes que utilizam camadas resilientes em cortiça ou em derivado de cortiça. Considera-se como revestimento de piso o conjunto constituído pelo revestimento de piso e a camada de material resiliente. Para cada solução é apresentada a massa volúmica do material resiliente, a massa superficial total do revestimento flutuante (incluindo o material resiliente e o revestimentos do piso), o valor único da redução do nível sonoro de percussão normalizado e o custo médio de aquisição e aplicação do material resiliente por metro quadrado de área de pavimento. Estes custos foram fornecidos pelas empresas fabricantes. Tabela 4.1 Revestimentos flutuantes sobre cortiças e derivados. Material Empresa Massa volúmica do material (kg/m 3 ) Solução Descrição (mm) Espessura do revestimento (mm) Massa superficial do revestimento (kg/m 2 ) (ii) L w (db) [EN 717-3] Custo ( /m 2 ) Cortiças e derivados AMORIM ISOCOR IMPERALUM 112 PF PF PF PF PF PF PF PF.8 aglomerado negro cortiça (10) + betonilha 40 + tacos de madeira 10 aglomerado negro cortiça (20) + betonilha 40 + tacos de madeira 10 aglomerado negro cortiça (20) + betonilha40 + tacos de madeira 10 aglomerado negro cortiça (25) + betonilha40 + tacos de madeira 10 aglomerado negro cortiça (40) + betonilha 40 + tacos de madeira 10 feltro de betume oxidado com granulado de cortiça (5) + betonilha 40 + tacos de madeira 10 feltro de betume oxidado com granulado de cortiça (5) + betonilha 40 + ladrilhos cerâmicos 5 feltro de betume oxidado com granulado de cortiça (5) + betonilha 40+ piso madeira (i) 9, (i) 10, (i) 10, (i) 11, (i) 13, , , , PF.9 feltro de betume oxidado com granulado de cortiça (5) + betonilha 40+ alcatifa ,45 Valores Médios ,00 (i) Ensaios realizados em laje maciça de betão armado com 2,5 3,5 0,1 m. (ii) A massa superficial do revestimento apenas contabiliza a massa do material resiliente e o revestimento de piso. Considera-se uma massa volúmica de cerca de 2000 kg/m 3 para a betonilha e 750 kg/m 3 para a madeira. Para a alcatifa, considera-se uma massa volúmica semelhante à da madeira, e 1900 kg/m 3 para ladrilhos cerâmicos. A Tabela 4.1 mostra que os materiais resilientes apresentam uma elevada variabilidade de massa volúmica ( kg/m 3 ), o que permite concluir que poderá ser também elevada a 56

73 variabilidade de outras características importantes como o amortecimento (factor de perdas) e o módulo de elasticidade dinâmico. Infelizmente, as empresas fabricantes não divulgam esta informação, a qual é fundamental para o dimensionamento dos pavimentos flutuantes, nomeadamente em baixas frequências. A elevada variabilidade dos materiais resilientes não se traduz, no entanto, numa tão grande variabilidade do custo médio (9,97 13,99 /m 2 ) ou da redução do nível sonoro de percussão normalizado (20 27 db). As soluções PF.1 a PF.5 são esquematizadas na Figura 4.2 e na Figura Laje de betão; Aglomerado negro cortiça; 3 Pisoflutuante com betonilha armada (40mm); 4 Revestimento de piso. Figura 4.2 Esquema de soluções com aglomerado negro de cortiça [W.3; W.11]. No caso de isolamento a ruído de impacto, é muito importante evitar a união lateral do elemento flutuante com as paredes ao longo do perímetro do compartimento em questão. Isto consegue-se evitando que as paredes e o pavimento fiquem em contacto. Figura 4.3 Detalhes construtivos das soluções com aglomerado negro cortiça [W.3, W.11]. A Tabela 4.1 mostra que, no caso do material resiliente em aglomerado negro de cortiça, à medida que a sua espessura aumenta, o L w diminui. A explicação para esta situação pode resultar do facto de as camadas de aglomerado negro de cortiça mais espessas serem também mais rígidas, pelo que poderão potenciar a ocorrência de ressonâncias na gama de frequências de interesse. Este facto, aliado ao menor custo do aglomerado negro de cortiça com menores espessuras parece indicar que a escolhe deve recair sempre sobre as menores espessuras. No entanto, deve ter-se em atenção que os valores de L w obtidos em laboratório não consideram o 57

74 efeito da carga permanente (mobiliário) sobre os pavimentos, o que pode baixar novamente as frequências de ressonância [16]. Analisando os ensaios fornecidos pelas empresas, Figura 4.4, respeitantes às soluções PF.1 a PF.5, nota-se que as soluções com maior espessura, PF.4 e PF.5, com 25 mm e 40 mm, respectivamente, são menos isolantes a baixas frequências, mas por outro lado, à medida que as frequências aumentam, estas soluções vão melhorando a sua capacidade atenuadora. O facto de a solução PF.1 ter uma redução superior nas baixas frequências, explica o maior valor L w relativamente às restantes soluções. Ln (db) Laje não revestida PF.1 PF.2 PF.3 PF.4 PF f (Hz) Figura 4.4 Espectros do nível sonoro de percussão normalizado medidos em ensaio de laboratório para revestimentos flutuantes sobre aglomerado negro de cortiça [W.3; W.11]. Na Figura 4.5 é esquematizada a solução de pavimento flutuante com camada resiliente do tipo IMPERSOM Laje de betão; Feltro de betume oxidado com ranulado de cortiça (IMPERSOM); Betonilha armada (40 mm); 4 Revestimento de piso. Figura 4.5 Esquema de soluções com IMPERSOM [W.10]. Na Figura 4.6 são apresentados os espectros do nível sonoro normalizado de percussão obtidos em ensaio de laboratório para as soluções PF.6 a PF.9. A Figura 4.8 salienta o melhor 58

75 desempenho das soluções de revestimento em alcatifas nas altas frequências. No extremo oposto ficam as soluções de revestimento cerâmico. L n (db) Laje não revestida PF.6 PF.7 PF.8 PF f (Hz) Figura 4.6 Espectros do nível sonoro de percussão, medidos em ensaio de laboratório, para revestimentos flutuantes sobre betume oxidado com granulado de cortiça [W.10] Lãs de fibras minerais ou de coco Quanto às lãs minerais, de rocha ou de vidro, pode encontrar-se também diversas soluções com bons níveis de isolamento a ruído de percussão. No caso de pavimentos para fins habitacionais, existem diversas soluções aplicáveis pela empresa ISOVER [W.12]. A empresa ISOVER [W.12] comercializa uma lã de rocha designada PAINEL PST (Figura 4.7), que se trata de um painel de lã de rocha, de muito elevada densidade, revestido por polietileno, com 220 kg/m 3 de massa volúmica, e 22 mm de espessura. Para além do PAINEL PST, existe também o material PF ARENA, uma lã de vidro, com 80 kg/m 3 de massa volúmica, e 15mm de espessura. A ISOVER [W.12], comercializa ainda um painel rígido de lã de rocha de alta densidade (150 kg/m 3 ), designado por ROCLAINE-PAINEL SOLADO, com 20 mm de espessura, e ainda o FONAS TEX, um filtro de lã de vidro de elevada densidade (150 kg/m 3 ), impregnado parcialmente por um betuminoso especial com acabamento de um tecido de prolipopileno. O FONAS TEX, segundo o fornecedor, é de fácil aplicação. Ainda neste grupo, considerou-se ainda a lã de fibras de coco, com uma massa volúmica de cerca de 115 kg/m 3, comercializada pelas empresas AMORIM [W.3] e ISOCOR [W.11], e já descrita na secção

76 a) b) c) d) Figura 4.7 Ilustração de: a) PAINEL PST; b) PF ARENA; c) ROCLAINE-PAINEL SOLADO; d) FONAS TEX; [W.12]. Na Tabela 4.2 apresentam-se as soluções com revestimentos em lã de fibras minerais ou de coco. Tabela 4.2 Revestimentos flutuantes sobre lãs de fibras minerais ou de coco. Material Empresa Massa volúmica do material (kg/m 3 ) Solução Descrição (mm) Espessura revestimento (mm) Massa superficial do revestimento (kg/m 2 ) (iii) L w (db) Custo ( /m 2 ) 220 PF.10 lã de rocha (22) + laje flutuante 40 + revestimento 72 (i) ,81 LÃS ISOVER 80 PF PF PF.13 lã de vidro (15) + lâmina de polietileno (0,2) + laje flutuante 40 + revestimento lã de rocha (20) + lâmina de polietileno (0,2) + betonilha 30 + revestimento lã de vidro (2,8) + laje flutuante 50 + revestimento 65 (i) (ii) 11,91 60 (i) (ii) 12,19 63 (i) (ii) 11,32 AMORIM ISOCOR 115 PF PF.15 fibra de coco (10) + lajeta betão 40 + tacos de madeira fibra de coco (20) + lajeta betão 40 + tacos de madeira (i) (ii) 10, (ii) 12,30 Valores Médios ,93 (i) (ii) (iii) Desconhece-se que tipo de revestimento é utilizado, pelo que se considera soalho em madeira com 10 mm de espessura. Ensaios realizados em laje maciça de betão armado com 14 cm. A massa superficial do revestimento apenas contabiliza a massa do material resiliente e o revestimento de piso. Considera-se uma massa volúmica de cerca de 2000 kg/m 3 para a betonilha e 750 kg/m 3 para a madeira. 60

77 A solução PF.11, com lã de vidro de 22 mm e uma lâmina de polietileno (0,2 mm), é a solução com L w mais elevado das apresentadas na Tabela 4.2 (Figura 4.8) Laje de betão (140 mm); Lã de vidro PF (15 mm); Lãmina de polietileno (0,2 mm); 4 Laje flutuante (40 mm); 5 Revestimento de piso. Figura 4.8 Esquema da solução PF.11. Na Figura 4.9, são apresentados os espectros do nível sonoro de percussão normalizado medidos, em ensaio de laboratório, para revestimentos flutuantes sobre lãs de fibras minerais. L (db) PF.11 PF PF f (Hz) Figura 4.9 Espectros do nível sonoro de percussão, medidos em ensaio de laboratório, para revestimentos flutuantes sobre lãs de fibras minerais [W.12]. Mais uma vez, não foi possível obter resultados experimentais para todas as soluções de revestimento flutuantes sobre lãs minerais, o que impossibilita a comparação detalhada do desempenho acústico das diversas soluções. No entanto, e analisando a Figura 4.9, observa-se que a solução PF.11 é a que apresenta com um melhor comportamento ao longo da frequência, o que já era esperado, devido ao elevado L w. As soluções de revestimento flutuante sobre lãs de fibras de coco, PF.14 e PF.15, são representadas na Figura

78 Laje de betão (14 mm); Fibra de coco; 3 Piso flutuante com betonilha armada (40 mm); 4 Revestimento de piso. Figura 4.10 Esquema de soluções com fibra de coco. Analisando a Tabela 4.2, nota-se que há uma melhoria do isolamento com o aumento da espessura da fibra de coco, melhoria que se apresenta mais dispendiosa. Neste caso, o aumento do preço está relacionado com o aumento de isolamento a ruído de percussão. Observando a Figura 4.11, e como seria de esperar, observa-se uma ligeira melhoria da solução PF.15 relativamente à PF.14, sobretudo a baixas frequências. Nas altas frequências essa diferença não se faz sentir. L n (db) Laje não revestida 20 PF.14 PF f (Hz) Figura Espectros do nível sonoro de percussão, medidos em ensaio de laboratório, para revestimentos flutuantes sobre lãs de fibras de coco [W.3; W.11] Borrachas A borracha é um material tradicionalmente utilizado para amortecimento de vibrações e, portanto, pode ser igualmente utilizado para a redução da transmissão de ruído de percussão. A empresa CDM [W.6], apresenta diversas soluções à base de borracha para isolamento a ruídos de percussão em pavimentos. 62

79 Uma dessas soluções, comercializada com a designação CDM-ISO-BAT (Figura 4.12), é constituída por uma tira resiliente contínua, com 10 mm de espessura em granulado de borracha aglomerado com resina, com 710 kg/m 3 de massa volúmica. Esta solução, com uma capacidade de carga de cerca de 30 KN/m 2, é adequada para isolamento a ruído de impacto em pavimentos de madeira assentes em sarrafos sobre laje (soalho à portuguesa). Deverá ser colocada lã mineral de baixa massa volúmica ou granulado de cortiça nos espaços entre sarrafos, de modo a permitir a absorção de ondas estacionárias, o que resultará num reforço do isolamento acústico do sistema. O granulado de borracha aglomerado com resina é também comercializado com a designação CDM-ISO-MAT, para aplicação em áreas maiores, em geral, sob lajetas flutuantes em betonilha armada. Este material pode ser produzido com faces planas (CDM MTC-UK), apresentando, neste caso, uma espessura de 4,5 mm e uma massa volúmica de 780 kg/m 3. O desempenho acústico e térmico dos pavimentos pode ser melhorado através da utilização de telas de granulado de borracha aglomerado com resina com a face inferior ondulada (Figura 4.12), que permite formar espaços de ar entre o revestimento e a laje de suporte. Este tipo de soluções é comercializado pela CDM [W.6] com as designações CDM MTA 8/4, com 8 mm de espessura e de 710 kg/m 3 de massa volúmica, e CDM /5, com 10 mm de espessura e 780 kg/m 3 de massa volúmica. a) b) Figura 4.12 Ilustração do material: a) CDM-ISO-BAT e CDM-ISO-MAT [W.7]. Na Figura 4.13 é esquematizada uma solução tipo de revestimento flutuante com CDM / Laje de betão (140 mm); Manta CDM-43010/5 (10 mm); 3 Sistema flutuante lajeta de betão (40 mm); 4 Revestimento de piso. Figura 4.13 Esquema tipo de revestimento flutuante com CDM-43010/5 [W.6]. 63

80 A CDM [W.6] fornece ainda granulado de borracha aglomerado com resina na forma de blocos de apoio com 47 mm de largura e 30 mm (CDM-ISO-LAT-L30) a 50 mm (CDM-ISO-LAT-L50) de altura. Estes blocos de apoio podem ser fornecidos com diversos comprimentos, até um máximo de 3 metros, e podem estar ou não acoplados a um perfil metálico (Figura 4.14). Estas soluções podem ser utilizadas sem recurso a lajetas em betonilha armada. Os espaços entre perfis podem ser preenchidos com material absorvente sonoro, como, por exemplo, lãs minerais, de forma a melhorar o isolamento sonoro global por absorção de ondas estacionárias. Figura 4.14 Blocos de apoio CDM-ISO-LAT [W.6]. A empresa SILÊNCIO fornece um produto (ACUSTISOL), constituído por uma lâmina betuminosa com uma das faces impregnada com borracha, os quais lhe conferem características de isolamento de vibrações e boa capacidade de carga, adequada para suporte de paredes de alvenaria. Este material apresenta uma espessura de 8 mm e uma massa superficial de cerca de 5 kg/m 2. É aplicada normalmente como suporte elástico de paredes, pavimentos flutuantes, maciços de inércia, juntas verticais entre paredes e pilares ou vigas estruturais, entre outros. Na Tabela 4.3 são apresentadas as soluções estudadas de revestimento flutuante com material resiliente em borracha. A Tabela 4.3 mostra que, para este tipo de soluções de isolamento a ruído de percussão, existe uma grande variabilidade de preço (8,00 27,70 /m 2 ). As soluções mais caras são as que recorrem a blocos de apoio acoplados a perfis metálicos (PF.20 e PF.21) mas a existência dos perfis não justifica totalmente os preços. De facto, na solução PF.19, o produto CDM /5 tem um custo médio total de 20,00 /m 2, o qual é também bastante elevado. A dispersão de preços não tem, no entanto, reflexos ao nível do desempenho acústico das soluções. À excepção da solução PF.16, com L = 15 db, as restantes soluções de revestimento flutuante apresentam valores de L w entre 22 a 25 db. 64

81 Tabela 4.3 Revestimentos flutuantes sobre borrachas. Material Empresa Massa volúmica do material (kg/m 3 ) Solução Descrição (mm) Espessura revestimento (mm) Massa superficial do revestimento (kg/m 2 ) (iii) L w (db) Custo ( /m 2 ) 710 PF.16 ranulado de borracha aglomerado com resina CDM-ISO-BAT (10) + lajeta de betão 40 + tacos de madeira 60 (i) (ii) 9, PF.17 granulado de borracha aglomerado com resina CDM MTC-UK (5) + lajeta de betão 40+ tacos de madeira 55 (i) (ii) 12,80 Borracha CDM 710 PF PF.19 granulado de borracha aglomerado com resina CDM MTA 8/4 (8) + lajeta de betão 40+ tacos de madeira granulado de borracha aglomerado com resina CDM /5 (10) + lajeta de betão 40+ tacos de madeira 58 (i) (ii) 15,60 60 (i) (ii) 20, PF.20 granulado de borracha aglomerado com resina CDM-ISO-LAT-L30 (30) + perfil metálico + revestimento 50 (i) (ii) 21, PF.21 granulado de borracha aglomerado com resina CDM-ISO-LAT-L50 (50) + perfil metálico + revestimento 70 (i) (ii) 27,70 SILÊNCI O 625 PF.22 lâmina betuminosa incorporando numa face grãos de borracha (8) + suporte em betonilha 40 + revestimento ,00 Valores Médios ,35 (i) (ii) (iii) Desconhece-se que tipo de revestimento é utilizado, pelo que se considera soalho em madeira com 10 mm de espessura. Ensaios realizados em laje maciça de betão armado com 14 cm. A massa superficial do revestimento apenas contabiliza a massa do material resiliente e o revestimento de piso. Considera-se uma massa volúmica de cerca de 2000 kg/m 3 para a betonilha e 750 kg/m 3 para a madeira. Na Figura 4.15, são apresentados os espectros do nível sonoro de percussão normalizado medidos, em ensaio de laboratório, para as soluções PF.17 a PF.19 de revestimento flutuante sobre granulado de borracha aglomerado com resina. Mais uma vez, não foi possível obter resultados experimentais para todas as soluções consideradas, o que impossibilita a comparação detalhada do desempenho acústico das diversas soluções. De qualquer forma, a Figura 4.15 mostra que as telas de granulado de borracha aglomerado com resina em face plana ou ondulada têm comportamento acústico semelhante ao longo das frequências de interesse. 65

82 L n (db) laje não revestida PF.17 PF.18 PF f (Hz) Figura 4.15 Espectros do nível sonoro de percussão, medidos em ensaio de laboratório, para revestimentos flutuantes sobre borrachas [W.6] Polietilenos Os polietilenos são produtos sintéticos com boas características de isolamento a ruído de impacto que se encontram no mercado. Estes materiais são, em geral, menos densos do que as cortiças. Os polietilenos são utilizados com bastante frequência em edifícios de habitação devido à sua baixa massa volúmica e pequena espessura. Por outro lado, tratando-se de materiais derivados do petróleo, são menos indicados nos casos em que as exigências de segurança ao fogo são mais gravosas. Dentro desta gama de materiais, encontra-se o IMPACTODAN, da DANOSA [W.7], o ETHAFOAM 222-E da DOW [W.8], e o TEXSILEN da TEXSA [W.22]. O IMPACTODAN é constituído por uma lâmina flexível de polietileno reticulado, não-espumado, com cerca de 10 mm de espessura e 25 kg/m 3 de massa volúmica. Figura 4.16 Ilustração do material IMPACTODAN [W.7]. 66

83 Na Figura 4.17 é esquematizada uma solução tipo de pavimento flutuante com IMPACTODAN Laje de betão; 2 IMPACTODAN; 3 Fita sobreposição IMPACTODAN; 4 Betonilha armada; 5 Revestimento de piso. 1 Figura 4.17 Esquema tipo de revestimentos flutuantes com IMPACTODAN [W.7]. O produto ETHAFOAM 222-E é constituído por uma manta de espuma de polietileno extrudido, de cor azul, com espessuras de 3, 5 ou 10 mm. Este material, com 35 kg/m3 de massa volúmica, é um pouco mais denso do que o IMPACTODAN. Figura 4.18 Ilustração do material ETHAFOAM 222-E [W.8]. Na Figura 4.19 é esquematizada uma solução tipo de pavimento flutuante com ETHAFOAM 222-E Laje de betão; 2 ETHAFOAM222-E 3, 5 e 10mm; 3 Betonilha; 4 Revestimento de piso. Figura 4.19 Esquema tipo de revestimentos flutuantes com ETHAFOAM222-E [W.8]. O material comercializado pela TEXSA [W.22] é constituído por uma lâmina de polietileno expandido de célula fechada. Este material tem a mesma massa volúmica que o IMPACTODAN, ou seja, 25 kg/m3. Na Figura 4.20 é esquematizada uma solução tipo de pavimento flutuante com TEXSILEN. 67

84 Laje de betão; TEXSILEN 5 e 10 mm; Betonilha armada; 4 Revestimento de piso. Figura 4.20 Esquema tipo de revestimentos flutuantes com TEXSILEN [W.22]. Tabela 4.4 Revestimentos flutuantes sobre polietilenos. Material Empresa Massa volúmica do material (kg/m 3 ) Solução Descrição (mm) Espessura revestimento (mm) Massa superficial do revestimento (kg/m 2 ) (ii) L w (db) Custo ( /m 2 ) DANOSA 25 PF.23 lâmina flexível de polietileno reticulado (10) + betonilha 40 + revestimento 60 (i) ,18 Polietilenos DOW TEXSA 35 PF PF PF PF PF PF.29 manta de espuma de polietileno extrudido (3) + betonilha 40 + revestimento manta de espuma de polietileno extrudido (5) + betonilha 40 + revestimento manta de espuma de polietileno extrudido (2x5) + betonilha 40 + revestimento manta de espuma de polietileno extrudido (3) + soalho flutuante de madeira 8,5 lâmina de polietileno expandido de célula fechada (5) + betonilha 40 + revestimento lâmina de polietileno expandido de célula fechada (10) + betonilha 40 + revestimento 53 (i) ,60 55 (i) ,00 60 (i) ,00 51, ,60 55 (i) ,74 60 (i) ,96 Valores Médios ,58 (i) (ii) Desconhece-se que tipo de revestimento é utilizado, pelo que se considera soalho em madeira com 10 mm de espessura. A massa superficial do revestimento apenas contabiliza a massa do material resiliente e o revestimento de piso. Considera-se uma massa volúmica de cerca de 2000 kg/m 3 para a betonilha e 750 kg/m 3 para a madeira. Na Tabela 4.4 são apresentadas as soluções analisadas de pavimento flutuante com camadas resilientes em polietileno. As soluções incluem sempre uma lajeta (betonilha armada de 40 mm), o que reduz a frequência de ressonância do sistema de revestimento flutuante e a frequência de corte dos sistema pavimento de base/revestimento flutuante. No entanto, estas soluções não 68

85 são as que correntemente se utilizam na construção em Portugal, onde, em geral, se aplica o revestimento do piso directamente sobre a camada de polietileno. A Tabela 4.4 mostra que os materiais resilientes à base de polietileno apresentam massas volúmicas semelhantes, em termos dos 30 kg/m 3 (25 35 kg/m 3 ), e custos médios de aquisição e instalação em termos dos 9,00 /m 2 (7,60 10,18 /m 2 ). No entanto, o desempenho acústico das soluções analisadas apresenta uma grande variabilidade (18 28 db). Na Figura 4.21 são apresentados os espectros da redução do nível sonoro de percussão normalizado obtidos em laboratório para as soluções PF.24, PF.27, PF.28 e PF.29, em que é analisada a atenuação ao longo da frequência. Foram apenas disponibilizados ensaios para as quatro soluções. A inexistência de mais espectros de L impossibilita uma análise mais completa dos sistemas em estudo e dificulta também a tarefa dos projectistas. Assim, torna-se novamente evidente a necessidade de divulgação pelas empresas fornecedoras dos espectros de desempenho acústicos dos seus produtos. Analisando a Figura 4.21, notam-se diferenças mais acentuadas entre as soluções nas baixas frequências, onde as soluções PF.24 e PF.29 apresentam amplificação do ruído de impacto. Com o aumento da frequência, a redução de ruído de impacto, torna-se sensivelmente igual para as soluções de revestimento flutuante, à excepção da PF.27 que apresenta uma redução consideravelmente superior. L (db) PF.24 PF.27 PF.28 PF f (Hz) Figura 4.21 Espectros de redução sonora medidos em ensaio de laboratório para revestimentos flutuantes sobre polietileno [W.8; W.22]. 69

86 4.1.5 Comparação dos revestimentos flutuantes Na Tabela 4.5, apresentam-se os diversos revestimentos flutuantes aplicados em lajes maciças de betão armado. Na análise global dos revestimentos aplicados em pavimentos, foi considerada uma relação preço-qualidade semelhante à utilizada nas paredes. Na comparação das soluções, a massa superficial do revestimento flutuante, devido à sua importância em pavimentos, foi introduzida no cálculo da relação preço-qualidade. O parâmetro RPQ é então calculado de acordo com a expressão, RPQ C Cmáx ( P A + P A + P A ), = Lw Lw e e m m solução (4.1) onde: A Lw é o parâmetro de avaliação do desempenho acústico (atribui-se o valor 0 à solução de menor L w no grupo de soluções analisadas e o valor 1 à solução de maior L w ); A e é o parâmetro de avaliação da disponibilidade de espaço, ou seja, da espessura total (atribui-se o valor 0 à solução de maior espessura e o valor 1 à solução de menor espessura); A m é o parâmetro que tem em conta a massa superficial do revestimento (atribui-se o valor 0 à solução de maior massa superficial e o valor 1 à solução com menor massa); P Lw, P e e P m são os pesos dos parâmetros de avaliação A Rw, A e e A m, os quais se consideram, nesta dissertação, respectivamente iguais a 75 %, 10 % e 15 %; C máx ( /m 2 ) é o custo total máximo das soluções analisadas; e C solução ( /m 2 ) é o custo médio total da solução de revestimento em análise. Desta forma, tal como para as paredes, quanto maior o valor de RPQ melhor será a relação preçoqualidade da solução construtiva. Analisando a Tabela 4.5, observa-se que a solução PF.11 com um valor de L w muito superior ao da média, aliado a um custo e a uma espessura abaixo da média, permite classificar esta solução na primeira posição em termos de preço-qualidade. De um modo geral, são as soluções de revestimento flutuante sobre lãs minerais aliadas a uma lâmina de polietileno que apresentam melhores classificações em termo da relação RPQ. Talvez fosse interessante propor às empresas DOW [W.8] e ISOVER [W.12] analisarem uma solução em comum, isto é, com a lã mineral (lã de vidro) utilizada na solução PF.11, com uma lâmina de polietileno com uma maior espessura. Na Figura 4.22 são apresentados os espectros da redução do nível sonoro de percussão normalizado obtidos em laboratório para as soluções da Tabela 4.5. de que se dispunha desta informação. 70

87 Tabela 4.5 Revestimentos flutuantes. Material Empresa Massa volúmica (kg/m 3 ) Solução Descrição (mm) Espessura revest. (mm) Massa sup. revest. (kg/m 2 ) Lw (db) Custo ( /m 2 ) RQP Classificação Cortiças e derivados LÃS AMORIM ISOCOR IMPERALUM ISOVER AMORIM ISOCOR 112 PF.1 aglomerado negro cortiça (10) + betonilha 40 + tacos de madeira ,97 0, PF.2 aglomerado negro cortiça (20) + betonilha 40 + tacos de madeira ,85 0, PF.3 aglomerado negro cortiça (20) + betonilha40 + tacos de madeira ,85 0, PF.4 aglomerado negro cortiça (25) + betonilha40 + tacos de madeira ,59 0, PF.5 aglomerado negro cortiça (40) + betonilha 40 + tacos de madeira ,99 0, PF.6 feltro de betume oxidado com granulado de cortiça (5) + betonilha 40 + tacos de madeira ,45 0, PF.7 feltro de betume oxidado com granulado de cortiça (5) + betonilha 40 + ladrilhos cerâmicos ,45 0, PF.8 feltro de betume oxidado com granulado de cortiça (5) + betonilha 40+ piso madeira ,45 0, PF.9 feltro de betume oxidado com granulado de cortiça (5) + betonilha 40+ alcatifa ,45 0, PF.10 lã de rocha (22) + laje flutuante 40 + revestimento ,81 0, PF.11 lã de vidro (15) + lâmina de polietileno (0,2) + laje flutuante 40 + revestimento ,91 0, PF.12 lã de rocha (20) + lâmina de polietileno (0,2) + betonilha 30 + revestimento ,19 0, PF.13 lã de vidro (2,8) + laje flutuante 50 + revestimento ,32 0, PF.14 fibra de coco (10) + lajeta betão 40 + tacos de madeira ,35 0, PF.15 fibra de coco (20) + lajeta betão 40 + tacos de madeira ,30 0,5 12 Borrachas CDM 710 PF PF PF PF PF PF.21 ranulado de borracha aglomerado com resina CDM-ISO- BAT (10) + lajeta de betão 40 + tacos de madeira granulado de borracha aglomerado com resina CDM MTC-UK (5) + lajeta de betão 40+ tacos de madeira granulado de borracha aglomerado com resina CDM MTA 8/4 (8) + lajeta de betão 40+ tacos de madeira granulado de borracha aglomerado com resina CDM /5 (10) + lajeta de betão 40+ tacos de madeira granulado de borracha aglomerado com resina CDM-ISO-LAT-L30 (30) + perfil metálico + revestimento granulado de borracha aglomerado com resina CDM-ISO-LAT-L50 (50) + perfil metálico + revestimento ,35 0, ,80 0, ,60 0, ,00 0, ,00 0, ,70 0,6 6 SILÊNCIO 625 PF.22 lâmina betuminosa incorporando numa face grãos de borracha (8) + suporte em betonilha 40 + revestimento ,00 0,5 9 DANOSA 25 PF.23 lâmina flexível de polietileno reticulado (10) + betonilha 40 + revestimento ,18 0,6 4 Polietilenos DOW 35 PF PF PF PF.27 manta de espuma de polietileno extrudido (3) + betonilha 40 + revestimento manta de espuma de polietileno extrudido (5) + betonilha 40 + revestimento manta de espuma de polietileno extrudido (2x5) + betonilha 40 + revestimento manta de espuma de polietileno extrudido (3) + soalho flutuante de madeira 8, ,60 0, ,00 0, ,00 0,5 8 51, ,60 0,3 22 Média ,

88 L (db) PF.1 PF.2 PF.3 PF.4 PF.5 PF.6 PF.7 PF.8 PF.9 PF.11 PF.12 PF.13 PF.14 PF.15 PF.17 PF.18 PF.19 PF.24 PF.27 PF.28 PF f (Hz) Figura 4.22 Espectros de redução sonora medidos em ensaio de laboratório para revestimentos flutuantes [W.3; W.6; W.8; W.10; W.11; W.12; W.22]. Na Figura 4.22, observa-se que a solução PF.11, classificada em primeiro lugar na relação preço-qualidade, é a solução mais atenuadora a baixas e médias frequências, zonas normalmente mais problemáticas na redução do ruído de percussão. Contudo, é a solução PF.9, classificada em quinto lugar, que se revela mais redutora a altas frequências. A PF.9, apesar de não ser a mais atenuadora, trata-se de uma solução que tem um custo e uma espessura abaixo da média. Às empresas IMPERALUM [W.10] e ISOVER [W.12], sugere-se uma solução com os mesmos materiais utilizados em PF.11, lã de vidro e lâmina de polietileno, combinados com feltro de betume oxidado com granulado de cortiça, que poderá vir a revelar-se uma solução bastante atenuadora ao longo das frequências de interesse. Como já se tinha verificado pela análise preço-qualidade, a Figura 4.22 mostra que são os revestimentos flutuantes sobre lãs minerais combinadas com lâmina de polietileno que, de um modo geral, apresentam melhores características atenuadoras a ruído de impacto. 4.2 PAVIMENTOS DE BETÃO COM INERTES DE ARGILA EXPANDIDA Existem ainda no mercado revestimentos que são aplicados em pavimentos aligeirados. Os revestimentos são sensivelmente os mesmos encontrados para pavimentos em laje maciça, contudo são aplicados em lajes de betão leve, com menor massa volúmica, que pode trazer benefícios ao nível de projecto. 72

89 As lajes aligeiradas encontradas no mercado contêm na sua composição argila expandida (Figura 4.23). Figura 4.23 Amostra do material argila expandida. As empresas ARTEBEL [W.5] e MAXIT [W.15] dispõem de várias soluções construtivas com laje fungiforme aligeirada, designada por FUNGILECA. Esta laje apresenta uma massa volúmica de cerca de 800 kg/m 3, inferior à da tradicional laje maciça em betão armado. Ainda dentro da gama de lajes aligeiradas, as mesmas empresas apresentam um outro tipo de laje, designada por LECA MIX. Este material é um betão leve de argila expandida, com uma massa volúmica de 450 kg/m 3. Na Tabela 4.6 são apresentadas as soluções de revestimentos aplicados em pavimentos aligeirados. Na tabela, é também apresentada a relação preço-qualidade, determinada tal como para os revestimentos flutuantes sobre lajes maciças. Contudo, no cálculo da massa superficial do revestimento, e uma vez que todas as soluções apresentam LECA com 100 mm de espessura, a massa superficial do revestimento apenas contabiliza a betonilha e o revestimento de piso de cada solução. Considera-se uma massa volúmica de cerca de 2000 kg/m 3 para a betonilha, 750 kg/m 3 para a madeira, 120 kg/m 3 para a cortiça e 1900 kg/m 3 para ladrilhos cerâmicos. Para a alcatifa, considera-se uma massa volúmica semelhante à da madeira. O custo total das soluções é a soma do custo médio da laje aligeirada: de acordo com o fabricante 60 /m 2 para a FUNGILECA e 80 /m 2 para LECA MIX. Como as soluções apresentam materiais de revestimento semelhantes, não se contabiliza o custo da betonilha nem do revestimento em madeira. Às soluções que apresentam uma lâmina de polietileno extrudido de 5 mm, acrescenta-se um custo médio de 2 /m 2 de forma a diferenciar as soluções. Analisando a Tabela 4.6, verifica-se que a solução PA.3 é a mais atenuadora. Esta solução apresenta uma redução da ordem dos 35 db, valor muito acima da média, que aliado a um custo inferior à média, coloca-a na primeira posição no que respeita à relação preço-qualidade. 73

90 Tabela 4.6 Revestimentos aplicados sobre em pavimentos aligeirados. Material Empresa Massa volúmica da laje (kg/m 3 ) Solução Descrição (i) (mm) Espessura do revestimento (mm) Massa sup. revest. (kg/m 2 ) L w (db) Custo ( /m 2 ) RQP Classificação 800 PA.1 laje fungiforme aligeirada com argila expandida+ LECA (100) , PA.2 laje fungiforme aligeirada com argila expandida+ LECA (100) + betonilha + alcatifa , PA.3 laje fungiforme aligeirada com argila expandida+ LECA (100) + betonilha + cortiça ,8 1 ARGILA EXPANDIDA MAXIT ARTEBEL 800 PA PA PA.6 laje fungiforme aligeirada com argila expandida+ LECA (100) + betonilha + linóleo laje fungiforme aligeirada com argila expandida+ LECA (100) + betonilha + soalho laje fungiforme aligeirada com argila expandida+ LECA (100) + betonilha + revestimento , , , PA.7 laje fungiforme aligeirada com argila expandida+ LECA (100) + betonilha + polietileno extrudido (5) + revestimento , PA.8 laje fungiforme aligeirada com argila expandida+ LECA (100) + betonilha + polietileno extrudido (5+5) + revestimento ,5 2 Valores Médios (i) Quando se desconhece que tipo de revestimento de piso é utilizado, considera-se soalho em madeira com 10 mm de espessura. Quando se desconhece a espessura da betonilha, considera-se 40 mm. 1 - Enchimento LECA; 2 - Betonilha; 3 - Revestimento de piso, cortiça; 4 - FUNGILECA; 5 - Betão. Figura 4.24 Ilustração da solução PA.3 [W.5; W.15]. Na Figura 4.25, apresentam-se os espectros do nível sonoro de percussão, medidos em ensaio de laboratório, para revestimentos em pavimentos aligeirados de 800 kg/m 3 de massa volúmica. Como seria de esperar, verifica-se que a solução PA.3 é a mais atenuadora ao longo da frequência. 74