ACÚSTICA DA EDIFICAÇÃO

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1 ACÚSTICA DA EDIFICAÇÃO Profa. Dr.-Ing. Erika Borges Leão Disciplina ministrada ao IV semestre do curso de Engenharia Civil Universidade do Estado de Mato Grosso Campus Sinop/MT

2 OBJETIVOS DA DISCIPLINA Transmitir aos alunos a compreensão das possibilidades de atuação do profissional no ambiente construído considerando as necessidades de adequação ao condicionamento e isolamento acústico; OBJETIVOS DA AULA 7 Fenômeno de absorção; Materiais, acabamentos e técnicas construtivas;

3 Fonte: BISTAFA (2012) Balanço energético do som incidente em uma superfície

4 ABSORÇÃO SONORA Os materiais ou sistemas absorventes sonoros podem ser classificados em: Absorção por porosidade Materiais fibrosos e materiais porosos Membrana absorvedora geralmente são forros de gesso pendurado, perfurado ou não, com ou sem material isolante na cavidade, ou ainda, placas de gesso em fechamentos verticais. Amortecimento por Ressonador (Ressonador de Helmholz) cavidades ressonadoras, parcialmente revestida com material absorvedor, no pescoço ou na cavidade. Fonte: GOYDKE (2010)

5 Materiais e Sistemas Absorventes Sonoros Materiais porosos ou fibrosos Os materiais porosos são caracterizados por possuir apenas parte do volume preenchido por matéria sólida, sendo o restante constituído por pequenas cavidades cheias de ar, com comunicação entre si e para o exterior; Materiais fibrosos (Lã de rocha, Lãde vidro, painéis de madeira) Materiais porosos (Espumas (PU, Melamina), vidro expandido, espuma de gesso, etc.) A superfície destes materiais apresenta pequenos orifícios que se comunicam entre si e que seencontram preenchidos por ar. O ar contido nesses orifícios está submetido a pequenos movimentos oscilatórios que permite, através do atrito sobre as paredes sólidas, a transformação de parte da energia sonora em energia térmica.

6 Materiais e Sistemas Absorventes Sonoros Coeficiente de absorção (α) A medida da capacidade de uma superfície em absorver o som. * E = energia α = E absorvida E incidente = E incidente E refletida E incidente = 1 - E refletida E incidente

7 Fonte: BISTAFA (2012) ABSORÇÃO SONORA Curva de absorção típica do materiais porosos e fibrosos instalados em uma parede/teto.

8 Fonte: BISTAFA (2012) Fatores de influência na absorção sonora

9 ABSORÇÃO SONORA Os materiais ou sistemas absorventes sonoros podem ser classificados em: Materiais porosos ou fibrosos (materiais texturados): a absorção de energia é mais eficiente nas altas frequências. Camada de material poroso Partição Membrana Coeficiente de absorção baixa média alta f (Hz) Coeficiente de absorção Membranas ressonantes: a absorção de energia sonora é mais eficiente nas médias frequências. suporte Pescoço Partição baixa média alta f (Hz) Coeficiente de absorção Ressoadores de cavidade: absorvem energia nas frequências médias, específicas. Cavidade Partição Fonte: GOYDKE (2010) baixa média alta f (Hz)

10 Absorção sonora Distribuição espacial das grandezas pressão sonora (p) e velocidade de propagação (v) de uma onda estacionária totalmente refletida por uma parede refletora. parede refletora

11 Velocidade Velocidade Absorção sonora Junto à parede a pressão sonora é máxima, e a velocidade das partículas de ar é zero as partículas do ar não se movimentam junto a uma parede sólida. A absorção sonora dos materiais porosos/fibrosos é maior onde a velocidade das partículas é máxima.

12 Absorção sonora Uma alternativa ao aumento da espessura seria o afastamento do material a ¼ do comprimento de onda da superfície. O aumento da absorção na banda de 125 Hz, a distancia da superfície deverá ser de : λ = c = f 4x 125 = 0,68m = 68 cm

13 Coeficiente de absorção [α] Absorção sonora Sistemas de absorção combinados Material isolante Painel Material isolante Camada protetora Placa perfurada A aplicação conjunta e conveniente poderá resultar na solução mais adequada para a especificidade de cada problema. combinação Absorção porosa sozinha Absorção por membrana sozinha Frequência f [Hz]

14 Materiais e Sistemas Absorventes Sonoros Painel poroso aplicado diretamente sobre uma parede e com uma caixa de ar.

15 Materiais e Sistemas Absorventes Sonoros Fatores influentes Soluções menos absorventes Soluções mais absorventes Percentagem de área de furação Espessura do material absorvente Espessura da caixa de ar

16 Absorção com fibra mineral Influência da espessura do material de absorção e da cobertura perfurada no grau de absorção sonora. Materiais porosos são com o aumento da massa mais eficazes na baixas frequências. A cobertura perfurada na superfície do material poroso é efetiva para uma porcentagem de furos de até 40%. Essa cobertura em porcentagens menores de perfuração pode acarretar redução da taxa de absorção nas altas frequências.

17 Coeficiente de absorção [α] Absorção com fibra mineral Fibra mineral absorvedora com perfil de revestimento Placas de fibra mineral ou materiais porosos revestidos com superfícies perfuradas podem ter a absorção nas altas frequencias prejudicadas. No entanto, a absorção com material poroso se transforma em absorção ressonadora (com alta absorção nas bandas estreitas). sem revestimento Frequência f [Hz]

18 Materiais e Sistemas Absorventes Sonoros A diferentes diâmetros de orifícios correspondem diferentes frequências de ressonância. Diferentes diâmetros de orifícios correspondem à diferentes frequências de ressonância.

19 Materiais e Sistemas Absorventes Sonoros Os tetos falsos constituídos por painéis perfurados com lã mineral na cavidade funcionam simultaneamente como membrana ressonante e como material poroso. Nestas situações, a absorção sonora é função da percentagem da área de furação relativamente à área total, da massa volumétrica, da espessura do material absorvente sonoro e também da caixa de ar entre o material e o elemento estrutural de suporte. Aplicações de gesso perfurado. Fonte: portuguese.alibaba.com

20 Materiais e Sistemas Absorventes Sonoros Fatores que podem influenciar o desempenho dos materiais em termos de absorção sonora ESPESSURA MASSA VOLUMETRICA PINTURA O coeficiente de absorção sonora aumenta com a espessura dos materiais, exceto nas altas frequências em que o acréscimo é irrelevante A absorção sonora dos materiais aumenta com a massa volumétrica até valores de aproximadamente 30 kg/m 3. A aplicação de tintas pode reduzir significativamente as propriedades de absorção sonora.

21 Materiais e Sistemas Absorventes Sonoros Critérios de Seleção Os critérios de seleção de um material absorvente não se limitam à componente acústica. Existem outros fatores a considerar, tais como: Custo do material, da instalação e da manutenção; Isolamento térmico; Resistência e auto-sustentação; Segurança contra-incêndios; Impermeabilização; Estética; Adaptação aos sistemas de energia eléctrica, iluminação, aquecimento e refrigeração; Influência na saúde pública.

22 Helmholtz-Resonanzabsorber Pricípio de um Ressonador de Helmholtz (Helmholtzresonator) A frequência de ressonância f 0 pode ser calculada pela fórmula seguinte: S Área da seção do pescoço em cm 2 V Volume do ressonador em dm 3 t Largura do pescoço do ressonador (espessura do material) in cm 2Δt corretor para abertura em cm Traduzido de: S Fläche des Resonatorhalsquerschnittes in cm 2 V Resonatorvolumen in dm 3 t Resonatorhalslänge (Materialdicke) in cm 2Δt Mündungskorrektur in cm

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