Classe, silêncio! Knauf Cleaneo Acústico nas salas de aulas

Transcrição

1 Salas acústicas Knauf 10/2013 Classe, silêncio! Knauf Cleaneo cústico nas salas de aulas Exclusivo Com tratamento que purifica o ar continuamente

2 Norma Europeia 02 Som e ruído 03 cústica Som direto e reflexões sonoras 04_05_06 cústica da sala de aula - procedimento de projeto 07_08 Cálculo dos requisitos de absorção acústica 09_10_11 Tafel Disposição dos absorvedores sonoros necessários 12_13 Exemplos de cálculo 14_15 Norma Europeia para salas de aula com até 250 m³ Se a acústica da sala de aula for deficiente, nenhum outro fator será capaz de compensar esta insuficiência na atenção e no desempenho dos alunos. Neste sentido, as especificações de projeto terão efeito direto no uso da sala. Nesta publicação, são explicadas as correlações acústicas nestes ambientes e apresentados os critérios e métodos de projeto baseados na norma DIN 18041, acompanhados por tabelas de dimensionamento para salas de aula com até 250 m³.

3 Som e ruído Volume de voz Em geral, um professor consegue falar continuamente com um tom de voz duas vezes acima do ruído de fundo, se este permanecer abaixo de aproximadamente 45 db (). Medido à distância de 1 metro, o nível de pressão sonora classificada db () para uma pessoa falando em uma sala de aula apresenta as seguintes variações: voz relaxada voz normal voz elevada voz alta 54 db () 60 db () 66 db () 72 db () No entanto, quando o nível de ruído de fundo atinge 50 db () devido a deficiências estruturais ou perturbações externas, o professor será obrigado a fazer um esforço maior e fisicamente inaceitável, mesmo que apenas temporário. Isto afeta o desempenho O ruído afeta o recebimento e o processamento do conteúdo de ensino transmitido pelo professor. capacidade de concentração dos alunos e professores é prejudicada. O desempenho dos alunos diminui. Som e ruído - sinal desejado e sinal de interferência lém do sinal desejado (a fala), há também o sinal de interferência indesejado (ruídos). Para que alunos ouçam com clareza, o professor(a) precisa falar pelo menos duas vezes mais alto que o ruído de fundo. Para os ouvintes com audição normal (significa uma diferença de 10 db no nível de pressão sonora), e 3 a 4 vezes mais alto para alunos com deficiência auditiva (uma diferença de nível de pressão sonora de db). 02 _03

4 Inteligibilidade Quando as distâncias percorridas pelo som direto D e pelos reflexos sonoros R apresentam uma diferença de até 17 m, a diferença nos tempos de percurso das ondas acústicas é de até 50 milissegundos (ms)*. * unidade ms significa milissegundos Exemplo: Supondo uma distância média de 2 m entre o falante e o ouvinte, que a voz seja emitida a cerca de 1,5 m acima do piso e que o pé direito do ambiente seja de 3,5 m, o som direto D percorre 2 m, enquanto as reflexões sonoras R no teto percorrem 4,5 m, portanto com uma diferença de 2,5 m. Como a velocidade do som é de aproximadamente 340 metros por segundo, a diferença entre esses tempos de percurso será de cerca de 7 ms. Neste caso, a reflexão sonora através do teto culmina na inteligibilidade da fala dentro da sala. D R Inteligibilidade prejudicada Quando as distâncias percorridas pelo som direto D e pelos reflexos sonoros R apresentam uma diferença superior a 17 m, a diferença entre os tempos de percurso das ondas acústicas é de mais de 50 ms. Eco ocorre quando as distâncias percorridas pelo som direto D e pelos reflexos sonoros R apresentam diferença superior a 34 metros. Neste caso, a diferença entre os tempos de percurso das ondas acústicas é superior a 100 ms. Exemplo: Reflexão do teto: supondo novamente uma distância média de 2 m entre o falante e o ouvinte, com a voz emitida a 1,5 m acima do piso, porém com um pé direito de 12 m, o percurso das reflexões sonoras será de 21 m, com uma diferença entre os percursos de 19 m. diferença nos tempos de percurso será de aproximadamente 56 ms. Neste caso, a reflexão sonora no teto prejudica a clareza da voz na sala. R D E Eco: supondo uma distância média de 2 m entre o falante e o ouvinte, com a voz emitida a 1,5 acima do piso, mas em uma sala com pé direito de 3,5 m e comprimento de 24 metros, o percurso das reflexões sonoras no teto e na parede do fundo será de 45 m. diferença entre os percursos do som direto e do som refletido será de 43 m, com uma diferença entre os tempos de percurso de 127 ms. O efeito é perturbador, prejudicando consideravelmente a inteligibilidade da fala nesta sala. Causa: a duração média de uma sílaba falada é de cerca de 100 ms e o intervalo entre as sílabas em um texto contínuo é de cerca de 200 milissegundos. O reflexo sonoro correspondente a uma diferença de tempo de percurso de 127 ms chega aos ouvintes precisamente no intervalo entre duas sílabas, afetando o entendimento de forma significativa. Som direto e reflexões sonoras Crucial para a clareza do discurso é a diferença entre as distâncias de percurso do som direto e das reflexões sonoras. Uma diferença inferior a 50 ms tem efeito positivo, enquanto diferenças maiores prejudicam a inteligibilidade da fala.

5 Som direto e reflexões sonoras bsorvedor de som bsorção de som na área de sensação auditiva existência de elementos absorvedores de som em salas de aula, como vigas salientes no teto, pode prejudicar a inteligibilidade da fala. Se o som direto for absorvido, perderá intensidade, enquanto o som refletido nas paredes laterais e no fundo da sala será ouvido com mais clareza. Ou seja, o aluno verá o professor à sua frente, mas ouvirá a voz deste vindo de trás, o que afetará sua compreensão. Direção: opticamente acusticamente Influenciando o fator orientação de direção Se a direção do falante for visível (opticamente perceptível), mas não corresponder à direção de onde se escuta sua voz (acusticamente perceptível), o ouvinte terá dificuldade para se concentrar e entender o conteúdo apresentado. 04 _05

6 Influenciando o fator de tempo de reverberação (T) faixa de frequência relevante do tempo de reverberação para a fala vai de 100 a Hz. Requisitos especiais para deficiência auditiva Para crianças com leve deficiência auditiva, o tempo de reverberação para a faixa de frequências de 125 Hz deve ser o mais curto possível (T < 0,6 s). lunos com deficiência auditiva necessitam de um tempo de reverberação ainda mais curto para que alcancem o mesmo nível de inteligibilidade de fala (especificamente das sílabas) dos ouvintes com audição normal. Menos som no fundo da sala Em salas de aula a partir de 10 m de comprimento e pouco ou nenhum material de absorção sonora, a inteligibilidade da fala normalmente é insuficiente para os alunos que ocupam os bancos do fundo. Dpn!bvejçãp!opsnbm Efgjdjfouft!bvejujwpt Tempo de reverberação necessário Inteligibilidade de sílaba de cerca de 70% Saga School of rts - SP 0s 0,3s 1,2s Exemplo: Um nível de inteligibilidade de sílaba de cerca de 70% exige, sob certas condições, reduzir o tempo de reverberação na sala de 1,2 s (para ouvintes com audição normal) para 0,3 s (para pessoas com deficiência auditiva). Ruído gera ruído Juntamente com o aumento do tempo de reverberação, o nível de ruído provocado pelos alunos tende a aumentar no fundo da sala. Em contraste, em um ambiente tranquilo (com curto tempo de reverberação) irão se comportar de forma ainda mais silenciosa. Influenciando o fator tempo de reverberação O tempo de reverberação é um critério que indica o deterioramento acústico de uma sala após a fonte de som ter sido desligada. Em geral, a inteligibilidade da fala diminui com o aumento do tempo de reverberação. Nos ambientes em que o tempo de reverberação é maior (por exemplo, nos corredores da escola) é muito mais difícil entender o que um falante diz do que em salas em que este tempo é curto. O nível desejável para o tempo de reverberação é determinado pela inteligibilidade das sílabas.

7 cústica da sala de aula - procedimento de projeto 1. Determinação do uso principal das salas 2. Determinação do volume da sala 1. Determinação do uso principal das salas 2. Determinação do volume da sala 3. Definição do valor necessário para o tempo de reverberação T req 4. Determinação da faixa de tolerância aceitável em função da frequência do tempo de reverberação de destino (item 4 da página 7) 5. Definição das medidas necessárias para absorção acústica (páginas 09-11) 6. Disposição dos absorvedores sonoros necessários (páginas 12-13) Dependendo da finalidade da sala, as seguintes categorias são definidas de acordo com a norma DIN 18041: Salas categoria U: Salas de aula (exceto para aulas de música); salas de aulas com apresentações audiovisuais; salas de grupo em jardins de infância e creches. Salas categoria H: Salas de aula (exceto para aulas de música); salas de grupo em jardins de infância e creches, principalmente com um volume de até 250 m 3 para: alunos com audição prejudicada; comunicação em idioma que não a língua nativa dos alunos; comunicação com alunos que necessitam de inteligibilidade de fala por algum outro motivo. Salas categoria M: Salas para aulas de música, incluindo atividades de canto e execução de instrumentos. Reverberação - T req em s Reverberação - T req em s 3. Definição do valor necessário do tempo de reverberação T req Dependendo do volume da sala e do seu uso, a norma DIN 18041: Qualidade acústica nas salas de tamanhos pequenos e médios, define os valores necessários T req para o tempo de reverberação. Os valores necessários para os tipos específicos de uso, com a sala ocupada, são apresentados nos gráficos abaixo. Categoria U e H: Classe - T req Volume da sala em m³ Categoria M: Lição de Música - T req Volume da sala em m 3 cústica da sala de aula Procedimentos de projeto s medidas acústicas exigidas para as salas de aulas e as salas utilizadas de forma similar são definidas de acordo com a norma DIN para garantir a qualidade acústica em distâncias médias a maiores de acordo com o procedimento referido acima. calculadora acústica de salas está disponível para um cálculo detalhado das etapas 2 a 5. pós a digitação dos dados relativos ao uso principal da sala, às dimensões, aos tipos de superfície e ao nível de ocupação, o programa oferecerá sugestões para as áreas de absorção _07

8 cústica da sala de aula - procedimento de projeto 4. Determinação da faixa de tolerância aceitável relativa à frequência do tempo de reverberação Com base no valor T req, necessário, o intervalo de tolerância aceitável relativo à frequência do tempo de reverberação para as salas das categorias U, H e M pode ser obtido com o auxílio dos gráficos abaixo. Valores de referência inferiores a 100 Hz e superiores a Hz são indicados por linhas tracejadas. Categoria U 1.4 Sala de tolerância para a fala T/ T req Frequência em Hz Categoria H Categoria M 1.4 Faixa de tolerância para a fala para a deficiência auditiva 1.8 Faixa de tolerância para música T/ T req T/ T req Frequência em Hz Frequência em Hz

9 Cálculo dos requisitos de absorção acústica 5. Definição das medidas necessárias para a absorção acústica 5.1. Método de cálculo geral para salas de aula área de absorção de som referente à frequência necessária req é calculada com base nos tempos de reverberação para as sala das categorias U, H e M, em função do volume da sala, de acordo com a equação. (1) faixa de frequência relevante para a acústica das salas de aula situa-se entre 100 e Hz. quantidade de materiais necessários para compor a área de absorção sonora req é calculada pela equação (2). Equação (1) req = V T 5.2. Procedimento simplificado para salas de aula das categorias U e H com até 250 m³ É possível definir, de forma simplificada, a área de absorção sonora necessária para estas salas por meio da utilização do coeficiente de absorção sonora denominado a w. Os valores de referência para esta área adicional de absorção do som (S) em função do coeficiente a w estão listados nas tabelas 1 (categoria U) e 2 (categoria H). Supõe-se que, como é usual, as salas tenham móveis e equipamentos que refletem o som (bancos não estofados e piso sem revestimento), não tenham cortinas e estejam ocupadas de acordo com os valores oficiais de aprovação pelas autoridades, considerando-se ainda as respectivas tolerâncias. Uma vez que a faixa de frequência considerada abrange apenas as frequências médias entre 250 Hz e Hz, recomenda-se um cálculo adicional para a frequência média de 125 Hz. (Ver exemplo 1, página 13) Observação: O coeficiente de absorção sonora a w corresponde à razão entre a energia sonora não refletida por uma superfície e a energia sonora que incide sobre esta superfície. s propriedades de absorção sonora dos materiais são sempre determinadas por meio da medição do coeficiente de absorção sonora de som difuso a s em uma sala de teste de reverberação, de acordo com a norma DIN EN Equação (2) n req = α. i S i + j i=1 j=1 k V volume total da sala em m 3 T tempo de reverberação em s req área de absorção sonora necessária em m 2 α i coeficiente de absorção sonora da área S i a ser instalada S i área a ser instalada com coeficiente de absorção sonora a i j área de absorção sonora de materiais, objetos (por exemplo, cadeiras) e pessoas dentro da sala em m 2 O coeficiente prático de absorção de som a p (banda de oitava) é convertido a partir do coeficiente de absorção sonora medida a s. O coeficiente de absorção sonora nominal a w (valor único) é detectado pela comparação com a curva de referência do a p. Por razões de conveniência, o cálculo da frequência da área de absorção de som necessária deve ser feito com base no a p fornecido nos documentos de planejamento mais recentes. Cálculo dos requisitos de absorção acústica O cálculo da área de absorção sonora da frequência ( ref ) é feito para todos os tipos de uso da sala (categorias U, H e M) de acordo com a equação (1). Para salas de aula menores (até 250 m 3 ), o cálculo para as categorias U e H pode ser feito pelo método simplificado, empregando-se o coeficiente nominal de absorção sonora a w. 0808_09

10 Cálculo dos requisitos de absorção acústica Categoria U a Classificação de Valores de referência para a área coeficiente de necessária m 2 com volume de sala em m 3 absorção sonora w Tabela (1) Categoria H Classificação de coeficiente de absorção sonora a w Os valores de referência para a área necessária a ser instalada em m 2 com volume de sala em m Método de cálculo para os ambientes relacionados às salas de aula Para os ambientes e espaços relacionados às salas de aula, como oficinas, laboratórios, refeitório, corredores e áreas/pátios de recreio, os valores de referência se aplicam de acordo com a norma DIN 18041, da mesma forma que as áreas livres de paredes e tetos a serem revestidas com material absorvedor, cujo coeficiente de absorção acústica nominal a w é o produto da área de piso pelo pé direito usual (2,5 m em média). Os valores de referência são apresentados na tabela 3, na próxima página. Tabela (2) ESPM - RJ

11 Cálculo dos requisitos de absorção acústica Fatores necessários para determinar a área S a ser instalada em m 2 para materiais com coeficiente de absorção de som nominal a w Tipo de sala Salas de aula Área de recreio, refeitório escolar com mais de 50 m 2 de área útil Escadarias, corredores, saguões Tabela (3) Valores de referência para as áreas com parede e teto a serem cobertos com materiais com um coeficiente de absorção acústica nominal a w como um múltiplo da área útil da sala, com pé direito usual (em média 2,5 m) para ambientes relacionados às salas de aula. Devido ao espectro de frequências parcialmente limitado do nível de ruído em tais salas, as exigências quanto ao grau de absorção sonora das áreas a serem instaladas podem ser alteradas. Escadas e corredores, em particular, devem ser equipados com absorvedores sonoros eficazes na faixa de frequência média de 500 a Hz. Em laboratórios, o espectro de ruído do equipamento técnico/funcional deve ser considerado, além da faixa de 500 a Hz, conforme seu nível de pressão sonora. Nas áreas de recreio, a inteligibilidade da fala na faixa de 250 Hz a Hz deve constituir-se na base para a especificação dos absorvedores sonoros a serem instalados. Fundação Dom Cabral - MG 10_11 010

12 6. Disposição dos absorvedores sonoros necessários definição das medidas de acústica do espaço da sala de aula baseia-se essencialmente em sua finalidade. Fatores de influência, relativos ao uso da sala, tais como instrução frontal, aprendizagem em grupo, aulas em conjunto e aprendizagem separada, devem ser considerados em função de seu uso preferencial. Geralmente, são considerados parâmetros de configuração típicos, tais como: - sala ocupada com cerca de 80% da capacidade máxima. - configuração secundária de absorção do som da sala, como bancos não estofados e piso com pouca ou nenhuma absorção. - equipamentos refletores de som (armários, estantes, elementos de blackout). - fachada envidraçada (janelas contínuas) com cerca de 2 m de altura. - paredes de separação entre salas, vigas e forros modulados. s opções apresentadas a seguir de disposições básicas V1 e V2 para absorvedores de som, com eficácia preferencial na faixa de frequências médias e altas, se aplicam à área do teto, aos elementos de absorção sonora dispostos na parte superior da parede traseira (para uma posição especificada do quadro negro) e, respectivamente, à parte superior da parede frontal. Os procedimentos a serem adotados no projeto são os seguintes: Inicialmente, considera-se a menor área de disposição necessária para os absorvedores sonoros combinados com uma parede traseira antirruído e bandas de teto adjacente (Opção V 2.1). Se esta área for insuficiente, é aceitável revestir inteiramente o teto - para salas com até 250 m 3 - com absorvedores, juntamente com a parede traseira; esta disposição também pode ser usada em salas sem um uso primário específico (Opção V 1). lém disso, o teto também pode receber um revestimento em forma de U, que igualmente pode ser aplicado em uma parte de uma parede longitudinal (Opções V 2.2 e V 2.3). Em todas as demais salas, como laboratórios, pátios de recreio, refeitórios, corredores e escadarias, os materiais de absorção sonora devem ser aplicados principalmente no teto e nas superfícies das paredes.

13 Disposição dos absorvedores sonoros necessários Disposição dos lternativa Vista absorvedores sonoros no teto Layout do teto Área inteira V 1 (só até 250 m³) Seção longitudinal - Layout do teto Quadro - negro djacente à parede traseira V 2.1 Seção longitudinal - Layout do teto Layout de teto em forma de U V 2.2 Seção longitudinal - Layout do teto Layout de teto em V 2.3 forma de U e seção de área da parede Longitudinal Seção longitudinal - Quadronegro Quadronegro Quadronegro Quadronegro Quadronegro Quadronegro Quadronegro 12_13

14 Exemplos de cálculo Exemplo 1: Cálculo da sala de aula 1. Parâmetros iniciais Sala de aula com equipamentos-padrão e geometria de ocupação espacial normal. Profundidade: 6.0 m Comprimento: 8.0 m ltura: 3.0 m Área útil: 48.0 m 2 Volume: m 3 Uso: Sala de aula categoria U de acordo com norma DIN valiação avaliação pode ser feita utilizando-se o procedimento simplificado como: V ex = 144,0 m m 3. Cálculo da área adicional de absorção do som necessária de acordo com a tabela (1). bsorvedor selecionado: Chapas Knauf Cleaneo cústico 15/30 R com revestimento de feltro padrão na face posterior + lã mineral, afastado 200 mm da laje superior, de acordo com a Ficha Técnica Knauf: a w = 0.65 (LM) a p125 = 0.55 Observação: fim de determinar a área de absorção necessária adicional, assume-se o menor valor favorável do α p125 = 0.55 com isso, pode ser dispensada uma verificação independente da faixa de frequência de 125 Hz. Área de absorção adicional necessária (conforme tabela 1): Nota: Interpolação aceitável S req = 26 a 37 m 2 para V = 100 m 3 S req = 35 a 53 m 2 para V = 150 m 3 ==> Para 144 m 3 = 34 a 51 m 2 (média 42 m 2 ) Definição da área de absorção/ disposição física do absorvedor: Superfície do teto totalmente coberta com chapas de drywall não perfuradas (para uma tolerância de compensação de 30 cm), combinadas com revestimento parcial da parede traseira (Opção V 1). Área do teto: 5.40 x 7.40 = 40 m 2 Parede traseira 6.0 x 1.0 = 6 m 2 (terço superior): 46 m 2 > 42 m 2 Exemplos de cálculo Determinação das áreas de absorção aceitáveis em salas de aula utilizando o procedimento simplificado.

15 Exemplos de cálculo Exemplo 2: valiação do Pátio de Recreio Tipos de chapas Knauf Cleaneo cústico 1. Parâmetros iniciais Pátio de recreio com equipamento padrão. Geometria espacial: Profundidade: 6,0 m Comprimento: 10,0 m ltura: 3,0 m Área útil: 60.0 m 2 Volume: m 3 Uso: Pátio de recreio 2. valiação Cálculo da superfície de absorção sonora adicional: bsorvedor selecionado: Chapas Knauf Cleaneo cústico leatório com revestimento de feltro padrão na face posterior + lã mineral, afastado 60 mm da laje superior, de acordo com a Ficha Técnica Knauf: a w = 0.70 (M) Superfície de absorção necessária adicional de acordo com a tabela 3 Para a w = > multiplicador 0,7 para altura da superfície necessária de 2,5 m para altura de 3,0 m: S req = (multiplicador da tabela 3) x área útil x (altura do teto / 2,5 m) S req = 0.7x 60 m 2 x (3.0/2.5) = 51 m 2 Disposição dos absorvedores Cobertura do teto (cerca de 85%), combinada com superfícies refletoras (chapas lisas de drywall sem perfuração), possivelmente com a instalação de luminária. Cleaneo Retilíneo Redondo 12/25 Cleaneo Retilíneo Quadrado 12/25 Cleaneo leatório 8/15/20 Cleaneo lternado 8/12/50 Cleaneo B4 Cleaneo Slotline B6 Ranhurado O tratamento Cleaneo age 24 horas por dia, 7 dias por semana, e não requer luz solar. s chapas Knauf Cleaneo cústico proporcionam efeitos comprovados de purificação de ar. 14_15

16 Praça Floriano, 19-13º/32º andares Centro - Rio de Janeiro - Tel.: