Case study of acoustic performance of corrections in junctions of internal wall and curtain wall façade

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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 Case study of acoustic performance of corrections in junctions of internal wall and curtain wall façade Luís Eduardo Correa Rodrigues (a), Maria Fernanda de O. Nunes (b). (a) Universidade de Caxias do Sul (UCS) - LABTEC, Brazil, luis.eduardo.rp@gmail.com. (b) Universidade de Caxias do Sul (UCS) - LABTEC, Brazil, mfonunes10@gmail.com. Abstract A building is composed of several subsystems, each one with many specifications for which the building project compatibilization is an essential tool since the initial phase of the design. However, in some cases, not always the building project compatibilization is made and the acoustic insulation failures of the enclosures can be indicated as one of many others undesirable consequences. This paper addresses the results of airborne sound insulation of corrections made in the junction between the internal masonry walls and the curtain wall façade. Three correction proposals for the failure resultant from the incompatibility between the internal walls and the frame modulation of the curtain wall were executed in an office building. The field measurement were applied according to the ISO and the results obtained show an increase in the D nt,w between 8 and 9 db. Keywords: Airbone sound insulation, sound insulation, walls system, project incompatibility.

2 Avaliação de desempenho acústico de sistema de vedação vertical com fechamento em pele de vidro 1 Introdução O conforto acústico está relacionado com pontos importantes do projeto de uma edificação, dos quais podem ser citados: a solução construtiva adequada para o meio onde o projeto será desenvolvido, características dos materiais empregados, a execução propriamente dita de cada etapa do projeto e a compatibilização dos projetos de cada subsistema da edificação. A compatibilização de projetos compreende a ação de detectar falhas relacionadas a inconsistências físicas entre os vários elementos da obra ainda no desenvolvimento do conjunto de projetos que compõem o edifício. Deve-se pensar no conforto acústico de forma preventiva, buscando soluções adequadas durante a fase de concepção do projeto, pois é financeiramente mais econômico e evita transtornos após a entrega ao cliente final [1]. A demanda do estudo surge devido à incompatibilidade entre a modulação dos caixilhos da fachada em pele de vidro e as divisórias verticais internas entre as salas de um mesmo pavimento. Diante desta situação, fez-se necessário a execução de diferentes propostas de correções do fechamento para atenuar o problema incompatibilidade nesse ponto. O trabalho objetiva analisar e classificar conforme a norma NBR [2] o desempenho quanto ao isolamento de ruído aéreo do sistema de vedação vertical interno das salas nas quais foram executadas as propostas de correção para a incompatibilidade, bem como realizar um comparativo entre os resultados de desempenho destas salas com uma sala a qual não foi feito nenhum tipo de intervenção. Para então, de posse destes dados, definir qual dos sistemas será replicado para as demais salas e pavimentos que apresentam a mesma configuração física do que foi estudado. 2 Materiais e Métodos O objeto de estudo é um edifício comercial localizado na área central da cidade de Caxias do Sul, RS/BR, que conta com 15 pavimentos e dispõe de salas de 40,67 m² a 285 m². Executado com tecnologia de concreto armado, as vedações internas são em bloco cerâmico e a vedação externa é uma composição em sistema de pele de vidro e em bloco cerâmico. Os ensaios de desempenho acústico foram realizados no terceiro, quarto e quinto pavimentos nas salas de números e As salas de final quatro possuem 41,89 m² com pé direito de 2,50 m, logo, volume de 104,72 m³. Já as salas de final cinco possuem área de 54,78 m² e os mesmos 2,50 m de pé direito, volume igual a 136,95 m². A divisão entre as salas é feita com parede dupla de 25 cm de espessura em bloco cerâmico de 9x19x19 cm sendo o vazio de 4 cm entre paredes e reboco de 1,5 cm. O acabamento do piso é em cimento alisado. 2

3 A Figura 1 apresenta a planta em corte do terceiro, quarto e quinto pavimentos, destacando as salas onde foram realizados os ensaios de desempenho quanto ao isolamento de ruído aéreo e no círculo vermelho o ponto de encontro entre o fechamento vertical interno e a modulação dos caixilhos do sistema de pele de vidro da fachada externa. SALA COMERCIAL P: Cimento Alisado A: 41,89 m² SALA COMERCIAL P: Cimento Alisado A: 54,78 m² Fonte: (Atena Incorporações, 2013) Figura 1 - Planta baixa em corte das salas ensaiadas. As imagens apresentadas na Figura 2 ilustram o ponto de encontro entre o fechamento vertical interno e a modulação dos caixilhos do sistema de pele de vidro da fachada externa. 3

4 Figura 2 - Ponto de encontro entre o fechamento vertical interno e a modulação dos caixilhos do sistema de pele de vidro da fachada externa. No terceiro pavimento o ensaio foi realizado sem qualquer intervenção no vão entre o fechamento vertical interno e a modulação dos caixilhos do sistema de pele de vidro da fachada externa. No quarto e quinto pavimentos foram fixados no vidro com PU (Poliuretano) preto perfis U de alumínio com 15 mm de base, 15 mm de altura e 2,00 mm de espessura. Nestes perfis foram fixadas placas de gesso com 9,5 mm de espessura e densidade de 8,5 kg/m². Entre os dois perfis, paralelo ao vidro, foi colocada uma placa de MDF pintada de preto. O preenchimento do espaço vazio, entre as placas de gesso, no quarto pavimento foi feito com lã de rocha de densidade entre 25/30 Kg/m³ e no quinto pavimento com espuma expansiva com densidade entre 22/24 Kg/m³. O acabamento dos cantos e pontos de encontro entre diferentes materiais foi feito em PU (Poliuretano) branco. As correções propostas foram definidas com base no conceito de sistema massa-mola-massa. Bistafa [3] sugere para o aumento da isolação mecânica o uso de sistemas de paredes duplas com a criação de um espaço vazio entre elas, ou ainda, com a adição de materiais absorventes acústicos, devendo-se assegurar que o material na cavidade entre as paredes não forme uma ponte mecânica entre elas e anule o isolamento. Para tal, a utilização de materiais de baixa rigidez, com características porosas, fibrosas e maciez é fundamental. A Figura 3 é um croqui do método utilizado para corrigir o ponto de incompatibilidade entre as vedações interna e externa. 4

5 Figura 3 - Croqui do sistema utilizado para correção do ponto de incompatibilidade entre as vedações interna e externa. As imagens apresentadas na Figura 4 ilustram as correções feitas no quarto e quinto pavimentos antes do fechamento com a placa de gesso em um dos lados e a aplicação do acabamento em PU (Poliuretano) branco. 4º Pavimento Lã de Rocha 5º Pavimento Espuma Expansiva Figura 4 - Correções feitas no 4º e 5º pavimentos. 5

6 D'nT (db) X CONGRESO FIA Os ensaios foram realizados conforme os procedimentos das normas ISO :2014 [3] e ISO :2008 [4], nas bandas de 1/3 de oitava entre as faixas de frequência dos 100 Hz até os 3150 Hz. Os equipamentos utilizados foram: analisador sonoro B&K 2270, amplificador de potência B&K 2716C, fonte B&K Onmipower 4296, calibrador portátil B&K 4231 e microfone. 3 Resultados O gráfico apresentado na Figura 5 apresenta o resultado do ensaio de desempenho quanto ao isolamento acústico da parede entre as salas 304 e 305 no terceiro pavimento. Frequência (Hz) D'nT (db) , , , , , , , , , , , , , , , , SVVI Ensaiado Referência ISO LABTEC/UCS D'nT,w (db) 37,0 Frequência (Hz) Figura 5 Resultado ensaio da parede entre as salas 304 e 305. Pode-se indicar que o desempenho acústico do sistema foi determinado pela perda de transmissão entre as frequências de 100 a 225 Hz e acima dos 1700 Hz, intervalos em que a curva do sistema ensaiado transpõe a curva de referência da ISO 717-2:2006 [5]. O fraco desempenho está relacionado com a falta rigidez da parede e com as características de contorno, influenciadas pelo vão aberto entre a parede e a modulação do caixilho do sistema de pele de vidro da fachada externa. O D nt,w = 37 db não atinge o nível mínimo de desempenho da NBR 15575:2013. Na Figura 6 é apresentado o gráfico com o resultado do ensaio de desempenho quanto ao isolamento acústico da parede entre as salas 404 e 405 do quarto pavimento. O material resiliente aplicado entre as placas de gesso conforme indicado na Figura 3 foi lã de rocha com densidade entre 25/30 Kg/m³ 6

7 D'nT (db) X CONGRESO FIA Frequência (Hz) D'nT (db) , , , , , , , , , , , , , , , , SVVI Ensaiado Referência ISO LABTEC/UCS D'nT,w (db) 46,0 Frequência (Hz) Figura 6 - Resultado ensaio da parede entre as salas 404 e 405. Os pontos críticos de redução da transmissão sonora, assim como no ensaio realizado no terceiro pavimento, ocorreram nas baixas frequências (100 e 150 Hz) e em nas altas frequências (1250 a 2250 Hz). A diferença é que a aplicação do sistema de vedação placa de gesso / material resiliente / placa de gesso no vão entre a parede e a modulação do caixilho do sistema de pele de vidro da fachada externa aumentou a capacidade de isolamento acústico da parede a transmissão ressonante, conferindo um aumento na diferença de nível padronizada, D nt,w = 46 db, sendo considerado o nível de desempenho intermediário conforme classificação da NBR 15575:2013. O resultado do ensaio realizado entre as salas 504 e 505 do quinto pavimento é apresentado na Figura 7. O material resiliente aplicado entre as placas de gesso conforme indicado na Figura 3 foi espuma expansiva de densidade entre 22/24 Kg/m³. 7

8 D'nT (db) X CONGRESO FIA Frequência (Hz) D'nT (db) , , , , , , , , , , , , , , , , SVVI Ensaiado Referência ISO LABTEC/UCS D'nT,w (db) 45,0 Frequência (Hz) Figura 7 - Resultado ensaio da parede entre as salas 504 e 505. Em comparação com o quarto pavimento onde também foi aplicado o sistema placa de gesso / material resiliente / placa de gesso, o resultado obtido no quinto pavimento foi muito parecido, nota-se uma melhora nas altas frequências e uma piora nas baixas frequências, que pode ser associada à diferença de densidade do material resiliente empregado. A D nt,w = 45 db obtida, é classificada como nível de desempenho intermediário pela NBR 15575: Considerações Finais Comparando os resultados obtidos nas paredes em que o foi realizada a intervenção com o sistema placa de gesso / material resiliente / placa de gesso obteve-se um ganho positivo de 9 db no índice de redução sonora entre as salas. Entre os diferentes tipos de material resiliente, lã de rocha e espuma expansiva, a diferença no índice de redução sonora foi de apenas 1 db, esta diferença pode estar contida no erro do processo ou do próprio instrumento de medição, sendo assim, para definir qual material seria utilizado nos demais pavimentos foram avaliados custo e aplicabilidade do material, optando-se pelo uso da espuma expansiva devido a facilidade de aplicação. 8

9 Referências [1] CALLEGARI, S. Análise da compatibilização de projetos em três edifícios residenciais multifamiliares. Dissertação Arquitetura e Urbanismo. UFSC. Florianópolis, [2] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Edifícios habitacionais de até cinco pavimentos Desempenho. NBR Parte 4: Sistemas de vedações verticais internas e externas - SVVIE, [3] BISTAFA, S.R. Acústica aplicada ao controle de ruído. 2 ed. São Paulo: E. Blucher, p.; [4] INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. Acoustics Field measurements of sound insulation in buildings and of building elements. ISO Part 1: Airbone sound insulation, [5]. Acoustics Measurement of room acoustic parameters. ISO Part 2: Reverberation time in ordinary rooms, [6]. Acoustics Rating of sound insulation in buildings and of building elements. ISO 717.Part 1: Airbone sound insulation,