Noise map as support instrument to achieve acoustic performance of residences envelopment according NBR

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1 Buenos Aires 5 to 9 September 2016 Acoustics for the 21 st Century PROCEEDINGS of the 22 nd International Congress on Acoustics Architectural Acoustics Room and Building Acoustics: FIA Noise map as support instrument to achieve acoustic performance of residences envelopment according NBR Fabiana Curado Coelho (a), Cândida Maciel (b), Jhennyfer Loyane Gama Pires (c), Ludmila de Araujo Correia (d), Luis Fernando Hermida Cadena (e) (a) Síntese Acústica Arquitetônica, Brasil, fabiana@sintesearquitetura.com.br (b) Síntese Acústica Arquitetônica, Brasil, candida@sintesearquitetura.com.br (c) Centro Universitário Euro-Americano, Brasil, jhennyferloyane@gmail.com (d) Universidade de Brasília / Centro Universitário de Brasília, Brasil, ludmila.correia@gmail.com (e) Universidad de San Buenaventura, Colombia, lhermida@usbbog.edu.co Abstract Since 2013, the ABNT NBR : Edificações Habitacionais Desempenho defined performance parameters of residential buildings, among which are inserted acoustic items. This standard interferes in the projection methodologies of new buildings, including the definition of envelopment. The noise exposure analysis of housing is required to fit it into one of the three noise classes defined by the standard, in order to determine the minimum performance of air sound insulation in every situation. The noise mapping is one of the instruments for the determination of these classes, adopted by its distinguished ability to represent the sound levels, as well as simulation of future scenarios. The aim of this study was to assess the relevance of this instrument for the classification of a residential building, as well as its influence on the definition of constructive guidance throughout the project stages. For case study adopts a building in a satellite town of the Distrito Federal. The method began with the development of the noise mapping in the evaluation and prediction software of environmental noise. As input data were used cadastral maps, number of vehicles, legal project of the building venture, existing sound sources and sound pressure level measurements. The obtained results identified that the in-depth study of the sound environment of a site can bring more efficient alternatives in decision-making at different stages of the project, especially if consolidated from the early stages. Therefore, it enables a higher acoustic quality of the project, besides the reduction in the cost required to adapt the acoustic performance. Keywords: ABNT NBR , noise mapping.

2 Mapa de ruído com instrumento de auxílio para o alcance de desempenho acústico da envoltória de residências, conforme ABNT NBR Introdução Publicada em 2013, a ABNT NBR Desempenho de Edificações Habitacionais [1] foi a primeira norma na área de edificação que não tem como foco a prescrição da execução do sistema construído. Apesar de apoiada por órgãos governamentais e de economia mista, financiadores da construção de edifícios residenciais, a norma trouxe desafios ao mercado imobiliário, principalmente no que se refere a matérias, como conforto acústico e térmico, qualidade do ar e sustentabilidade. Esta norma é composta por um conjunto de seis cadernos, os quais propõem definir parâmetros para atendimento das necessidades dos usuários de edificação habitacional, a partir de uma lista de requisitos para avaliação de desempenho da edificação. Para cada critério de desempenho são estabelecidos três valores, que correspondem aos níveis mínimo, intermediário e superior. Apenas os níveis de desempenho mínimo são obrigatórios. Os demais níveis são facultativos ao construtor que desejar oferecer um produto de maior qualidade ao mercado, e também são referências para que o consumidor leigo tenha parâmetros de comparação entre diferentes edificações. No decorrer dos últimos três anos após a publicação da norma de desempenho, é possível identificar empiricamente uma mudança no processo de projetação dos edifícios residenciais. Vários elementos e sistemas construtivos passaram a ser analisados com outros enfoques técnicos. Por exemplo, a envoltória do edifício deve ser analisada quanto à sua capacidade de redução do ruído aéreo do exterior para o interior do edifício. O desempenho de isolamento de ruídos aéreos da fachada e da cobertura são mensurados através da Diferença Padronizada de Nível Ponderada a 2 m de distância da Fachada D 2m,nT,w. A verificação deste critério deve ser realizada através de medições in loco de acordo com os procedimentos da ISO e dos cálculos de ponderação da ISO Tendo em vista que diferentes residências estarão sujeitas a diferentes níveis de ruído, a ABNT NBR [1] define três grandes Classes de Ruído em que a maioria das residências brasileiras estarão inseridas. Para cada uma dessas classes é estabelecido um nível de desempenho mínimo de isolamento de ruído aéreo para fachadas e coberturas. A Tabela 1 transcreve as informações da tabela 17 da ABNT NBR , onde são descritas as Classes de Ruído. O texto desta tabela é a única informação sobre Classes de Ruído contida na ABNT NBR [1]. Como as definições são vagas e os termos muito abrangentes, passíveis de diferentes interpretações, muitas dúvidas e inseguranças surgiram tanto para construtores quanto para consultores da área de acústica. A única referência externa que as definições de classe trazem é a obediência a legislação ambiental de poluição sonora, ou seja, 2

3 uma residência exposta a situação muito ruidosa será enquadrada na Classe III desde que sua situação esteja de acordo com a legislação. Tabela 1: Classes de ruído conforme exposição da habitação Classe de Ruído Localização da Habitação D 2m,nT,w [db] I Habitação localizada distante de fontes de 20 ruído intenso de quaisquer naturezas. II Habitação localizada em áreas sujeitas a 25 situação de ruído não enquadráveis nas classes I e III. III Habitação sujeita a ruído intenso de meios de transporte e de outras naturezas, desde que esteja de acordo com a legislação. 30 Nota 1 para vedações externas de salas, cozinhas, lavanderias e banheiros, não há requisito específicos. Nota 2 Em regiões de aeroportos, estádios, locais de eventos esportivos, rodovias e ferrovias, há necessidade de estudos específicos. Fonte: (ABNT, 2013) O Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA afirma que níveis excessivos de ruído são poluentes e que conforme suas atribuições, dispõe na Resolução N.º 001/90 [11], que "são prejudiciais à saúde e ao sossego público, para os fins do item anterior os ruídos com níveis superiores aos considerados aceitáveis pela norma NBR Avaliação do Ruído em Áreas Habitadas visando o conforto da comunidade". A resolução estabelece que as normas reguladoras de emissão sonora dos diferentes órgãos públicos, deverão ser compatíveis com a mesma, a exemplo da Lei Distrital Nº [12]. A ABNT NBR [2] estabelece níveis de critérios de avaliação de acordo com a ocupação do solo, considerando que atividades mais sensíveis devem estar expostas a níveis de pressão sonoros mais baixos, e mais ruidosas podem ser locadas em regiões com maiores níveis de critério, conforme Tabela 2 a seguir. A definição destes valores pressupõe que os planos de ordenamento territorial - elaborados e revisados pela administração dos municípios - considerem as condições conflitantes das diferentes atividades. Entretanto, é comum encontrar nas cidades brasileiras áreas predominantes residenciais lindeiras a parques industriais ou áreas de intensa atividade recreativa, fazendo com que na prática as habitações estejam inseridas em ambientes sonoros com diferentes níveis de pressão sonora. Tal fato justifica a determinação de Classes de Ruído proposta pela Norma de Desempenho. Tabela 2: Reprodução da Tabela 1 da ABNT NBR Tipos de áreas Diurno Noturno Áreas de sítios e fazendas Áreas estritamente residencial urbana ou de hospitais ou de escolas Área mista, predominantemente residencial Área mista, com vocação comercial e administrativa Área mista, com vocação recreacional Área predominantemente industrial Fonte: (ABNT, 2000) 3

4 Na tentativa de contribuir com a aplicação da Norma de Desempenho, a Associação Brasileira para Qualidade Acústica - ProAcústica, publicou em novembro de 2013 o Manual ProAcústica sobre a Norma de Desempenho [3], um guia prático sobre projeto e avaliação de desempenho acústico, reunindo e comentando as informações referentes a acústica contidas nas ABNT NBR Além disso o documento traz esclarecimentos sobre os procedimentos das normas ISO para ensaios de campo e indica a utilização de normas ISO para procedimento de cálculo de projeto. Mas a maior mudança apresentada pelo guia foi relacionar, a título informativo, valores para os níveis de pressão sonora incidentes a 2 m da fachada com as definições de Classes de Ruído estabelecidas na Norma de Desempenho, como apresentado na tabela 3 abaixo. Tabela 3: Valores de L Aeq para Classe de ruído apresentados no Manual ProAcústica Classe de ruído I II III Fonte: (ProAcútica, 2015) Nível de pressão sonora equivalente L Aeq - db Até 60dBA 60 a 65dBA 65 a 70dBA Tais valores são coerentes tanto com a ABNT NBR [2] quanto com a ABNT NBR [1], visto que o nível de pressão sonora de 70dB, estabelecido como teto para a Classe de Ruído III, é o máximo permito pela legislação. Para a determinação das demais classes, observamos uma redução sequencial de 5dB, similar ao que ocorre na determinação de valor do D 2m,nT,w mínimo da fachada em cada classe. Sendo assim, na elaboração deste trabalho, esses valores foram adotados para a determinação da Classe de Ruído. Algumas construtoras têm solicitado auxílio na determinação de classe, através de metodologias mais técnicas, buscando reduzir as divergências de interpretações e futuros questionamentos. Por tanto, o uso de ferramentas de predição de níveis de pressão sonora apresenta-se com uma técnica adequada a situação, principalmente se a elaboração de mapas de ruído adotar as metodologias de construção e de cálculos consolidadas e normatizadas internacionalmente. Estas ferramentas de predição de níveis de pressão sonora, além de simular o estado atual dos locais onde serão desenvolvidos os projetos de edificação (a partir de dados de tráfego, de fontes pontuais, paradas de ônibus, estacionamentos, etc.) permitem também projetar as mudanças que podem ocorrer no entorno acústico devido ao incremento da carga veicular e da aparição de novas fontes de ruído. Além disso, a representação gráfica dos níveis sonoros, proporcionada pelo mapa, é acessível aos técnicos da construção civil e aos usuários da edificação, o que facilita a comunicação entre os diferentes interessados. O objetivo deste trabalho foi verificar a relevância desse instrumento para a classificação de um edifício residencial conforme a ABNT NBR , bem como sua influência na definição de diretrizes construtivas ao longo das etapas de projeto. Para isso adotou-se um estudo de caso apresentado a seguir. 4

5 2 Metodologia 2.1 O Estudo de caso A edificação selecionada como estudo de caso está localizada em uma cidade satélite 1 do Distrito Federal. É composto por três torres, uma de uso comercial e duas de uso residencial, assentadas sobre um embasamento que abriga um centro comercial, garagem e área de lazer residencial. O empreendimento abriga mais de 250 unidades independentes entre residências, salas comerciais e lojas, o que o caracteriza como um polo gerador de tráfego de grande porte, conforme Instrução Normativa Conjunta nº 01/2013 [9] do Governo do Distrito Federal. Em atendimento ao Decreto Distrital nº /2012 [10], que regulamenta a obrigatoriedade de estudos de impacto de trânsito, foi elaborado um Relatório de Impacto em Sistema de Trânsito - RIST para esse empreendimento. O terreno onde se localiza este empreendimento possui dois acessos, um através de uma avenida coletora de grande movimento e outro através de uma rua local. No seu entorno as edificações são predominantemente baixas e constituem uma massa edificada contínua. A análise das características do empreendimento, de acordo com o conceito de permeabilidade acústica indicado por Lygia Niemeyer [6], demonstra que as unidades habitacionais estariam expostas a diferentes níveis sonoros. A elaboração do mapa de ruído apresentou-se como a ferramenta técnica mais adequada para simular o diferente impacto sonoro provenientes das fontes existentes no local. Além disso o mapa de ruído, também poderia simular o incremento sonoro advindo do aumento do tráfego veicular gerado pela implantação do próprio empreendimento. 2.2 Elaboração do Mapa de Ruído Para elaboração do mapa de ruído, foram seguidas as orientações apresentadas no documento Directrizes para Elaboração de Mapas de Ruído [7] publicado pela Agência Portuguesa do Meio Ambiente. Os dados utilizados buscaram representar os fatos de um dia típico, em que as condições de operação das fontes (trafego e comércio) se aproximam das condições médias anuais. Para elaboração do modelo computacional utilizamos o programa Cadna-A v 4.6, desenvolvido pela DataKustik Dados de Topografia Os dados de topografia, o georreferenciamento de vias e edifícios existentes foram extraídos dos mapas cartográficos do Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas SIRGAS, cedido pelo Governo do Distrito Federal. Estes dados foram complementados por informações coletadas no local e/ou extraídas do Google Earth. As alturas das edificações e a existência de fontes sonoras pontuais foram verificadas em visitas a campo. Após construção da base CAD, os dados foram importados para o Cadna-A, onde o modelo 3D foi construído. Ao final, o modelo 3D foi avaliado quanto a imperfeições topográficas ou de 1 Para assegurar a privacidade da construtora e seus usuários, não será informada a localização exata do empreendimento. 5

6 forma e quando necessários procedeu-se a correção manual. No programa foram selecionados com procedimentos de cálculo para ruído de trafego a norma RLS 90 e para fontes pontuais a norma ISO Dados de Volume de Tráfego Para identificação do volume de tráfego, foram utilizados dados do sistema de controle de trafego do Departamento de Transito do Distrito Federal DETRAN-DF, e informações do Relatório do Impacto sobre o Sistema de tráfego (RIST) desenvolvido para o empreendimento. Foram analisados os dados das contagens volumétricas veiculares da avenida coletora durante o mês de Abril de 2015 nos dois sentidos de fluxo. Selecionou-se os dados das terças, quartas e quintas feiras em horários pico e não pico, diurno e noturno, afim de verificar a diferença de contagem no decorrer de 24 horas. A partir de estes dados se encontrou que, no mês de estudo, a avenida coletora, em um sentido, apresentava um decaimento de 10% nos horários não pico, em relação ao horário pico, e um decremento do 75% entre o horário diurno e noturno. Em relação ao outro sentido da mesma via, verificou-se que o decaimento entre os horários picos e não picos era de 19%, e o decaimento entre o horário diurno e noturno era de 76%. Para a análise do fluxo veicular das demais vias locais, foram usadas as contagens do volume veicular apresentadas no RIST. O volume veicular do horário não pico foi estipulado a partir da comparação porcentual entre os volumes máximos e mínimos apresentados no documento. Para a determinação da porcentagem de veículos pesados, também foram utilizados os dados de contagem do RIST, tanto para avenida coletora, quanto para as vias locais. Estes dados compõem as informações do cenário atual. Para a determinação do número de veículos projetados do cenário pós implementação do empreendimento, foram acrescidos os números de viagens projetadas e informadas no RIST. No entanto, a porcentagem do número de veículos pesados foi mantida conforme cenário atual, bem como o decréscimo de 75% no número de veículos no período noturno, conforme observado na análise dos dados do DETRAN-DF Calibração do Modelo de Simulação Acústica Após a construção, o modelo digital foi calibrado, a partir da medição dos níveis de pressão sonora nos dois sentidos da avenida coletora com contagem simultânea de veículos, em um dia típico em horário não pico. O modelo 3D foi alimentado com os dados de contagem veicular, então determinou-se o tipo de superfície das vias e velocidade média dos veículos. Finalmente, foi processada uma simulação acústica do modelo para comparação dos resultados simulados aos obtidos na medição sonora. A diferencia entre os valores medidos e os valores simulados foi de -1,4dB que está dentro da faixa de variação de 3dB recomendado para este tipo de simulações. 6

7 3 Resultados A figura 1 apresenta o mapa de ruído da região lindeira ao empreendimento obtido a partir do modelo calibrado alimentado com dados coletados e projetados. Figura 1: Mapa de ruído do entorno Neste mapa são apresentados os valores de nível de pressão sonora referente ao período de 24 horas. A Figura 2 apresenta, em detalhe, os valores máximos dos níveis de pressão sonora incidentes a 2 m da fachada das torres projetadas. Figura 2: Níveis máximos de pressão sonora incidentes a 2 m das fachadas originais 7

8 É possível observar uma grande diferença do nível de pressão sonora nas diferentes faces dos edifícios. Conforme a simulação, a fachada mais protegida apresenta o valor de 49dB enquanto a mais exposta apresenta valores de 68dB. Considerando os valores de nível de pressão sonora propostos no Manual da ProAcústica, as diferentes fachadas são enquadradas em diferentes classes de ruídos, e cada fachada deve apresentar um D 2m,nT,w correspondente a cada situação. Se existirem janelas de dormitórios em todas as fachadas, possivelmente, seriam necessários três modelos de esquadria com diferentes índices de atenuação sonora para atender ao desempenho mínimo de cada classe. Entretanto é notório que este arranjo volumétrico das torres, não favorece o efetivo sombreamento acústico de nenhuma delas. Uma disposição diferente poderia aumentar a área de sombra acústica sobre as torres residenciais. A torre de uso comercial poderia ser utiliza como barreira, sendo locada mais próxima a fonte de ruído, partindo da premissa de que a maioria das atividades comerciais são menos sensíveis as exposições sonoras do que ambientes como dormitórios. A Figura 3 apresenta os níveis de pressão sonora simulados para este diferente arranjo volumétrico, que teve como premissa a manutenção da área de pavimento e da altura de cada torre. Figura 3: Níveis máximos de pressão sonora incidente a 2 m das fachadas propostas A Tabela 4 apresenta o comparativo entre as áreas de fachada residencial expostas as diferentes classes de ruído na volumetria original e do empreendimento e na volumetria alternativa, apresentada na figura 3. Verifica-se a redução de áreas expostas as situações mais ruidosas, ou seja, na volumetria proposta o número de esquadrias com o maior índice de redução sonora pode ser reduzido, mesmo com a ampliação de 3,2% da área total de fachada. 8

9 Tabela 4: Área de fachada residencial exposta a Classe de Ruído Classe de ruído Área da fachada residencial Volumetria Original (Figura 2) Volumetria Alternativa (Figura 3) I 500m² 3.250m² II 3.400m² 3.250m² III 2.400m² 0m² Além disso, a análise da simulação de impacto sonoro em cada torre pode auxiliara na definição da distribuição de ambientes dentro da própria edificação. Esta representação gráfica facilita identificar quais as regiões de menor impacto sonoro, onde poderiam, por exemplo, ser locados os dormitórios. Os dados gerados pela elaboração do mapa de ruído oferecem ainda subsídios para a auxiliara na localização das esquadrias de um ambiente, sendo que esse é o elemento da fachada que apresenta menor desempenho de isolamento sonoro. A figura 4 apresenta duas possíveis localização de esquadrias para uma mesma planta, onde uma receber menor impacto sonoro que a outra e por tanto pode apresentar menor índice de redução sonora. Figura 4: Localização da janela conforme níveis sonoros incidentes nas fachadas Os resultados obtidos com elaboração do mapa de ruído auxiliam na classificação da habitação conforme a ABNT NBR e ainda fornecem subsídios para auxiliar na tomada de decisões projetais. 4 Conclusões A utilização do mapa de ruído com ferramenta de estudo do entorno sonoro de um terreno possibilita a consolidação de alternativas mais eficientes para adequação do desempenho 9

10 acústico, sem a dependência exclusiva do índice de redução sonoro da esquadria. A simulação nível de pressão sonora incidente na fachada agrega valor objetivo a redução proporcionada por elementos arquitetônicos e/ou composição volumétrica de um edifício, ampliando, assim, o leque de possiblidades do projetista para obtenção do desempenho desejado. Estas alternativas podem representa a redução no custo final da construção, pois os custos da esquadria são proporcionais ao índice de redução sonora que propiciam. Verifica-se ainda que o leque de alternativas e as possibilidades de redução de custo de caixilharia são maiores quando o projeto arquitetônico é desenvolvido desde de início com o suporte dos dados obtidos com o mapa de ruído. Contudo, estes dados também são de grande auxilio nas demais etapas de projeto, como no estudo preliminar durantes as definições das disposições dos ambientes, ou ainda nos projetos de aprovação e executivo com as definições de tipos de abertura e detalhamento das esquadrias. Referências [1] ABNT, Norma Brasileira NBR Edificações Habitacionais Desempenho, Rio de Janeiro, [2] ABNT, Norma Brasileira NBR Acústica - Avaliação do ruído em áreas habitadas, visando o conforto da comunidade Procedimento, Rio de Janeiro, [3] ProAcústica, Manual ProAcústica sobre a Norma de Desempenho, São Paulo, [4] Suriano, Márcia Thais; Souza, Léa Cristina Lucas. Comparação de Métodos de Previsão de Ruído Urbano. Anais do XXV Encontro SOBRAC - Acústica e Vibrações: Qualidade de ambientes internos e externos, Campinas, Brasil, de outubro, Anais do Acústica e Vibrações: Qualidade de ambientes internos e externos. Em CD-ROM. [5] Bento Coelho, J. L. Introdução ao Mapeamento de Ruído. WorkShop PróAcústica, São Paulo SP, [6] Niemeyer, Maria Lygia. Conforto acústico e térmico, em situação de verão, em ambiente urbano: uma proposta metodológica. [7] GTIC - Agência Portuguesa do Meio Ambiente. Directrizes para Elaboração de Mapas de Ruído Versão 3. Amadora, [8] DACAR - Agência Portuguesa do Meio Ambiente. Recomendações para a Organização dos Mapas Digitais de Ruído - Versão 2. Amadora, [9] DER- DF, DETRAN-DF Governo do Distrito Federal. Legislação Distrital Instrução Normativa Conjunta nº 1, Brasília, [10] GDF Governo do Distrito Federal. Legislação Distrital Decreto n , Brasília, [11] CONAMA, Conselho Nacional do Meio Ambiente. Legislação Brasileira Resolução Conama nº 001 de 08 de março Brasília, [12] CLDF Câmara Legislativa do Distrito Federal. Legislação Distrital n 4.092, Brasília,