ADHEMAR HENRIQUE DA COSTA SANTOS & CÉSAR CRISTIANO ARAÚJO RIOS

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1 1 ADHEMAR HENRIQUE DA COSTA SANTOS & CÉSAR CRISTIANO ARAÚJO RIOS AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO ACÚSTICO DAS LAJES TIPO BUBBLEDECK UMA AVALIAÇÃO DE ACORDO COM AS EXIGÊNCIAS DA NOVA NORMA DE DESEMPENHO (NBR /2013). Artigo apresentado ao curso de graduação em Engenharia Civil da Universidade Católica de Brasília, como requisito parcial para a obtenção de Título de Bacharel em Engenharia Civil. Orientador: Luciana Nascimento Lins Brasília 2013

2 2 Artigo de autoria de Adhemar Henrique da Costa Santos e César Cristiano Araújo Rios, intitulado Avaliação do Desempenho Acústico das Lajes tipo Bubbledeck Uma avaliação de acordo com as exigências da Nova Norma de Desempenho (NBR /2013), apresentado como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Civil da Universidade Católica de Brasília, em 22/11/2013, defendido e aprovado pela banca examinadora abaixo assinada: Prof a. MSc Luciana Nascimento Lins Orientador Curso de Engenharia Civil UCB Prof. MSc Nielsen José Dias Alves Examinador Curso de Engenharia Civil UCB Brasília 2013

3 3 DEDICATÓRIA Dedicamos este trabalho a Deus, nossos pais e irmãos, namoradas, amigos e familiares.

4 4 AGRADECIMENTOS Adhemar Henrique da Costa Santos Agradeço primeiramente a Deus por ter me dado fé, força e foco para desenvolver com saúde e vontade este trabalho. Aos meus pais Ademar e Marta que nunca me deixaram fraquejar e sempre estiveram ao meu lado com as melhores palavras e os melhores conselhos. Aos meus irmãos Leonardo e Eveline que sempre vibraram com minhas vitórias. A minha companheira Ana Cecília que todos os dias me fez lembrar-se da importância de seguir em frente mesmo com as adversidades encontradas no caminho. As minhas avós Neivalda e Maria José por ensinarem princípios que não se aprendem em sala de aula. Aos meus amigos por terem sempre o melhor remédio para aliviar o estresse acumulado com a rotina. Aos demais familiares que torceram por esta conquista. Aos nossos mestres que nos ensinaram conhecimentos fundamentais para seguirmos em frente. Ao meu parceiro de TCC César por ter sido responsável e pontual para que todas as atividades fossem concluídas no tempo estabelecido. A nossa orientadora Luciana por ter acreditado em nosso trabalho e contribuído permanentemente para a melhor colocação e desenvolvimento das ideias. Aos orientadores de estagio Flávio, Marcos, Estevam, Eurico, Hélio, José Caetano, Heliane, Toinho, Mark e Thales por terem ensinado na prática o que se via em sala de aula, mostrando sempre com paciência os serviços a serem realizados e confiando responsabilidades fundamentais para formação. Ao consórcio construtor CADF que permitiu a realização dos ensaios necessários para configuração do nosso trabalho. Ao escritório síntese acústica arquitetônica que patrocinou nosso trabalho.

5 5 César Cristiano Araújo Rios A formação como profissional não poderia ter sido concretizada sem a ajuda de nossos amáveis pais, que no decorrer das nossas vidas, nos proporcionaram, além de muito carinho, os conhecimentos da integridade, da perseverança e de procurar sempre em Deus a força maior para o nosso desenvolvimento como ser humano. Agradeço a todas as pessoas que me deram força para que esta etapa de minha vida tenha sido concluída com sucesso. Em especial: Em primeiro lugar a Deus, pois sem ele, não conseguimos atingir nada em nossa vida. Aos meus pais Hilton e Cláudia, e irmãos Caio e Nathália, por estarem sempre ao meu lado. À sobrinha Gabriella, por me passar alegria e descontração em todos os momentos. A todos os meus familiares e amigos, pela importância que representam em minha vida. À namorada Paula, pela compreensão e paciência. Ao engenheiro José Caetano, por te me proporcionado grandes experiências. Pelos profissionais do Consórcio Brasília 2014, por me favorecer um aprendizado prático fora da faculdade. Aos profissionais do Consórcio Construtor CADF, pelo total apoio no decorrer do trabalho de conclusão de curso. À Síntese Acústica Arquitetônica, por ter assumido a medição do ensaio e resultados. À Professora Luciana Nascimento Lins, pela orientação dada em nosso trabalho.

6 6 AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO ACÚSTICO DAS LAJES TIPO BUBBLEDECK UMA AVALIAÇÃO DE ACORDO COM AS EXIGÊNCIAS DA NOVA NORMA DE DESEMPENHO (NBR /2013). ADHEMAR HENRIQUE DA COSTA SANTOS & CÉSAR CRISTIANO ARAÚJO RIOS RESUMO Com o aumento da demanda de obras civis, o fator qualidade muitas vezes não está no plano de algumas empresas construtoras, sendo assim, um aspecto no qual não estão se preocupando é a qualidade acústica de seus empreendimentos. Não existe o costume de se investigar a causa desse problema que, atualmente, atinge consumidores mais exigentes. A laje Bubbledeck é um sistema ainda novo no Brasil e mostra-se eficiente na velocidade de produção, podendo assim, se tornar uma boa escolha para os construtores que buscam inovação e agilidade. A medição acústica nesse tipo de laje pode ser um complemento importante na fase inicial na elaboração de um projeto de edifício, podendo mostrar a eficiência ou deficiência quando comparado com as lajes existentes no mercado. Neste trabalho, se propôs estudar o conforto acústico estabelecido na norma de desempenho NBR /2013 que adotou parâmetros mais exigentes de acústica em locais habitados. Não foi encontrado nenhum estudo que avaliasse o sistema acústico das lajes Bubbledeck no Brasil, mas seu fabricante garante que seu desempenho acústico está em conformidade com a nova norma de desempenho. Palavras-chave: Laje Bubbledeck, Desempenho Acústico.

7 7 ABSTRACT With the increasing demand of civil engineering, the poor quality is often not in the plan of some construction companies, so, they are not worried about the acoustic quality of its projects. We aren t used to investigate the cause of this problem that has been affecting more demanding consumers. The Bubbledeck slabs are new in Brazil and prove production speed efficiency and can become a good choice for builders who seeking innovation and agility. The acoustic measurements is a type of slab that can be an important initial aspect of the development on a building projects, and show the efficiency or deficiencies when you compare with another slabs on the marketing. At this resume we intended to study the acoustic comfort established standard performance NBR-15575/2013 who adopted more stringent acoustic parameters in habitat places. There are no further studies about this acoustic system Bubbedeck slabs in Brazil, so manufacturers ensures that the acoustic performance has the new standards. Keywords: Bubbledeck Slab, Acoustic Performance.

8 8 LISTA DE FIGURAS Figura 1. Laje Bubbledeck...12 Figura 2. Equipamentos utilizados...14 Figura 3. Representação esquemática do ensaio...16 Figura 4. Curva de referência de ruído de impacto (L nw)...19 Figura 5. Exemplo de como encontrar o valor de L nw...19 Figura 6. Croqui do local ensaiado...20 Figura 7. Isolamento com placas de Drywall e lã de rocha...21 Figura 8. Local isolado para medição de ruído...21 Figura 9. Desenho esquemático do ensaio...22 Figura 10. Gráfico dos resultados...24 Figura 11. Piso elevado 41cm...25

9 9 LISTA DE QUADROS Quadro 1. Critério de nível de...15 Quadro 2. Resultados obtidos...23

10 10 SUMÁRIO 1. Introdução Material e Métodos Materiais Equipamentos Métodos Resultados e Discussão Resultados Níveis de ruído produzido por impacto Discussão Conclusões Recomendações Referências Bibliográficas... 28

11 11 1. INTRODUÇÄO Este trabalho de conclusão de curso tem por finalidade estudar o desempenho acústico de uma laje tipo Bubbledeck. Este tipo de laje teve origem na Dinamarca e foi criada para proporcionar uma estrutura de concreto mais leve, pois há uma significativa eliminação de concreto (sem nenhuma função estrutural) por meio de esferas plásticas entre telas de aço. A utilização desses elementos esféricos no meio das lajes elimina 35% do peso de uma laje normal, removendo com isso as restrições de cargas permanentes elevadas e ainda pequenos vãos. A incorporação das esferas plásticas como formadoras de vácuo permite colunas com inter-eixos 50% maiores. A combinação dessas esferas com o conceito de lajes cogumelo permite também o aumento dos vãos nas duas direções a laje é conectada diretamente às colunas através de concreto in-situ sem nenhuma viga. Para que esse sistema construtivo de lajes Bubbledeck possa satisfazer as exigências de conforto auditivo entre pisos em edificações, torna-se necessário o estudo do seu desempenho acústico. Assim, a engenharia e arquitetura cumpre uma importante função social, quando proveem habitações acusticamente apropriadas para os usuários. Níveis de ruídos acima dos aceitáveis pelos usuários podem causar incômodos. De um modo geral, para os seres humanos, o ruído também afeta a saúde e o bem estar. Como objetivo do projeto, há uma breve apresentação da laje Bubbledeck, priorizando um estudo prático do seu desempenho acústico entre pisos em conformidade com a nova Norma de Desempenho de Edificações, ABNT NBR 15575, Parte 3, de Serão abordados resultados provenientes de um ensaio de campo que será realizado com o auxílio de instrumentos capazes de fazer a medição do desempenho acústico da laje Bubbledeck, relacionando-o com a NBR

12 12 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1. Materiais Laje Bubbledeck consiste em uma laje pré-fabricada com esferas plásticas entre telas de aço (FIG 1), tal esfera tem a finalidade de eliminar o concreto que não exerce nenhuma função estrutural, assim, pode-se reduzir entre 25% e 35% o peso próprio da laje se comparado com uma convencional. A laje é conectada diretamente nos pilares por meio de concreto moldado em loco, não havendo necessidade de vigas. FIGURA 1 Laje Bubbledeck

13 Equipamentos (FIG 2): Para medição de ruídos de impacto, foram utilizados os seguintes equipamentos Medidor Integrador de nível Sonoro (Decibelímetro): Fabricante: 01dB Modelo: Blue Solo Classe: 01 Número de Série: Certificado de Calibração: RBC Calibração válida até: 02/04/2014 Calibrador de nível sonoro: Fabricante: 01dB Número de Série: Certificado de Calibração: RBC Calibração válida até 02/04/2014 Máquina de impacto padronizado (Tapping Machine): Fabricante: 01dB Modelo: Tapping Machine MAC 01 Número de Série: calp 04/01-11/185

14 14 FIGURA 2 Equipamentos utilizados 2.3 Métodos O trabalho consiste na realização e avaliação de ensaio de campo que será realizado na obra do Centro Administrativo do Distrito Federal, localizada no Centro Metropolitano de Taguatinga Norte. As medições de ruído de impacto de pisos em lajes Bubbledeck para desenvolvimento do trabalho serão realizadas conforme recomendações das Normas: NBR : 2013 Edificações habitacionais Desempenho, parte 3: Requisitos para os sistemas de pisos internos; ISO 140-7: 1998 Medições de campo para isolamento de ruído de impacto em pisos e ISO 717-2: 1996 Isolamento de ruído de impacto. A norma da ABNT NBR : 2013 Requisitos e critérios para a verificação do isolamento acústico do sistema de piso entre unidades autônomas e para a isolação ao som aéreo dos pisos e paredes. Esta norma segue os procedimentos de ensaio e análise de dados das normas ISO e Para coberturas acessíveis posicionadas sobre unidades autônomas e entre pisos que separam unidades autônomas, deve ser verificado, além da isolação ao som aéreo, o isolamento de ruídos de impacto resultantes do caminhamento, queda de objetos e outros. O método de avaliação é descrito na norma ISO 140-7, sendo os impactos gerado por

15 15 equipamento padrão, constituído de pesos cilíndricos alinhados que entram em contato com a superfície da laje por meio de movimentos sequenciais. Os valores mínimos de desempenho são indicados no Quadro 1. Quadro 1 Critério de nível de pressão sonora de impacto padrão ponderado, Elemento Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas posicionadas em pavimentos distintos Sistema de piso de áreas de uso coletivo (atividades de lazer e esportivas, como home theater, salas de ginástica, salão de festas, salão de jogos, banheiros e vestiários coletivos, cozinhas e lavanderias coletivas) sobre unidades habitacionais autônomas. db Segundo a norma ISO 140-7: 1998 medições de campo para isolamento de ruído de impacto em pisos descreve o método de medição de isolamento de ruído de impacto, usando a máquina de ruído de impacto padrão. O ruído de impacto deve ser gerado em pelo menos quatro diferentes posições aleatoriamente distribuídas no piso de teste. A distância da máquina de ruído em relação às paredes do recinto deve ser de pelo menos 0,5m. As posições de microfone no pavimento inferior devem ser no mínimo de 0,7m entre si, 0,5m dos envoltórios do recinto e 1,0m entre qualquer posição de microfone e o piso superior que esta sendo excitado pela máquina de ruído (FIG 3).

16 16 FIGURA 3 Representação esquemática do ensaio Um mínimo de quatro posições de microfone deve ser utilizado, distribuídas uniformemente dentro do espaço permitido para medição do recinto. O nível de pressão sonora das diferentes posições de microfone deve ser a média logarítmica da energia para todas as posições da máquina de ruído. (1.1) Pela norma, as características do isolamento dos elementos construtivos horizontais, devem ser expressas em termos de Nível de Pressão Sonora de Impacto, Li (Nível de Ruído de Impacto). Este é definido como o nível de pressão sonora médio para uma determinada frequência, medido no recinto receptor quando o elemento horizontal é excitado com uma fonte padrão. Define-se o Nível de Ruído de Impacto Padronizado, Lnt, como:

17 17 (1.2) Onde: L nt - Nível de Ruído de Impacto Padronizado [db]; Li Nível de Ruído de Impacto [db]; T- Tempo de reverberação do ambiente receptor [s]; T0 Tempo de reverberação de referência = 0,5s. Ressalta-se que em certos casos é necessário realizar a correção do ruído de fundo. O nível do ruído de fundo deve estar a pelo menos 6dB (de preferência mais que 10dB) abaixo do nível da combinação do sinal emitido com o ruído de fundo. Se a diferença estiver entre 6dB e 10dB, a correção deve ser realizada de acordo com a seguinte equação: (1.3) Onde: L Nível do sinal ajustado [db]; Lsb Nível da combinação do sinal com o ruído de fundo [db]; Lb Nível de ruído de fundo [db]; Se a diferença for menor ou igual a 6dB em qualquer banda de frequência, usar a correção de 1,3dB.

18 18 A máquina de impacto deve conter cinco pesos alinhados. A distância entre o centro dos suportes da máquina de ruído de impacto e o centro deve ser pelo menos 100mm. Cada peso, que impacta com o piso, deve ter massa efetiva de 500g e permitir queda livre de 40mm de altura na velocidade de 0,033m/s. A direção da queda dos pesos deve ser perpendicular à superfície de teste. O peso que impacta a superfície de teste deve ter formato cilíndrico com um diâmetro de (30±0,2)mm e a superfície de impacto do peso deve ser constituída de aço e ter formato esférico com raio de curvatura de (500±100)mm. A norma ISO 717-2: 1996, relata o método de obtenção do isolamento do ruído de impacto, o nível de pressão sonora de impacto normalizado ponderado (L nw), assim, primeiramente deve-se obter o gráfico com os dados do nível de pressão sonora de impacto normalizado (L n), em bandas de terças de oitava (100Hz a 3150Hz), em relação à frequência. A curva de referência de ruído de impacto (FIG 4) é comparada com os dados medidos, movimentando-a verticalmente de modo que a soma dos valores que ultrapassam a curva de referência não exceda 32dB, os valores excedidos são considerados desfavoráveis. Quando a curva estiver posicionada no ponto mais alto, de acordo com os fundamentos citados, o nível de pressão sonora de impacto normalizado ponderado (L nw) é o valor no ponto onde a curva de referência corta a linha de frequência de 500Hz (FIG 5). O valor de L nw é compatível com um ruído de impacto normalizado, tal ruído pode ser caracterizado pelo caminhar de pessoas e queda de objetos. Porém, o valor de L nw não leva em consideração os picos dos níveis de ruído nas baixas frequências e não leva em conta o tempo de reverberação, neste caso, para ensaios in situ, é recomendado pela NBR o uso do Nível de Ruído de Impacto Padronizado Ponderado (L nt,w)

19 19 FIGURA 4 Curva de referência de ruído de impacto (L nw) FIGURA 5 Exemplo de como encontrar o valor de L nw

20 20 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1. Resultados A medição foi realizada em obra de edifício comercial. As unidades dos pavimentos superior e inferior, ambas com 9,1m², (FIG 6) ainda estavam em fase de construção, as paredes estavam rebocadas e emassadas, e não havia esquadrias nos vãos. Por isso os vão foram vedados com chapas de madeirite e sistema drywall (gesso acartonado + lã de rocha) para redução da transmissão de ruído, como mostram as Figuras 7 e 8. FIGURA 6 Croqui do local ensaiado

21 21 FIGURA 7 Isolamento com placas de Drywall e lã de rocha FIGURA 8 Local isolado para medição de ruído

22 Níveis de ruído produzido por impacto A laje de piso da unidade superior é impactada de forma padronizada pela máquina tapping machine. Esta máquina visa simular a geração de ruído do caminhar de pessoas e queda de objetos e sua transmissão para o pavimento inferior. Para tanto, a tapping machine foi colocada em um recinto no pavimento superior, denominado recinto de emissão. No ambiente imediatamente inferior, denominado recinto de recepção (Figura 9), foram aferidos os níveis de pressão sonora. FIGURA 9 Desenho esquemático do ensaio De acordo com o solicitado pela norma ISO 140-7: 1998 também foi aferido o nível de ruído de fundo, que é o nível de pressão sonora presente no ambiente na ausência do ruído de impacto; e o tempo de reverberação do recinto de recepção, que é o tempo necessário para que o nível de pressão sonora, após ter sido interrompida a emissão de energia sonora, decresça de 60 db. O nível de ruído de fundo indica se há necessidade de se aplicar correções nos níveis medidos durante a emissão do ruído de impacto.

23 23 A partir dos valores do nível de ruído e do tempo de reverberação, foram obtidos os valores do Nível de Pressão Sonora de Impacto Padronizado, L nt. As aferições foram realizadas com a máquina em duas posições diferentes no meio emissor. Para cada posição da máquina foram determinados cinco posições do microfone no ambiente receptor, resultando em 10 pontos de medição. Todas as medições foram feitas em bandas de oitava, ou seja, o instrumento tem seletividade de medida de nível sonoro em oito faixas, dentro da faixa 31,5Hz a 8000Hz, desta forma é possível analisar o nível de ruído causado em diferentes frequências, no caso nas frequências de 63 a 4000Hz, no qual, este intervalo está diretamente relacionado ao procedimento do ensaio que trabalha com esse intervalo especificamente. Posteriormente, conforme determinado pela ISO 140-7: 1998, os valores de L nt de cada medição foram ponderados em um único resultado, Nível de Pressão Sonora de impacto Padronizado Ponderado, o L nt,w. Quanto menor o valor do L nt,w maior é o índice de isolamento da laje para ruídos de impacto. Apesar da medição não ter sido efetuada totalmente de acordo com a norma que prescreve o ensaio, tivemos resultados satisfatórios, pois, de acordo com os profissionais da empresa especializada em medições acústicas Síntese Acústica Arquitetônica, não haveria variações consideráveis em sua medição, pois a laje Bubbledeck não possui vigas e o ensaio foi realizado distante das áreas de capitéis, assim, a partir da ponderação do Nível de Ruído de Impacto Padronizado, foi encontrado o valor de 69dB. Quadro 2 Resultados obtidos Frequency f (Hz) L nt (octave), db 63 53, , , , , , ,2

24 24 FIGURA 10 Gráfico dos resultados Legenda: - Curva de ponderação (500Hz). - Curva dos valores de L nt. - Linha de referência estipulado pela ISO

25 Discussão A laje estudada ainda permite o recurso de um piso elevado de 41 centímetros (Figura 11), que permite um melhor isolamento de ruídos transmitidos ao andar inferior. Foi adotada esta tecnologia para passagem de instalação de cabos de dados, cabos elétricos e ar condicionado. Diante dos ensaios realizados e da análise feita neste trabalho, a laje Bubbledeck atende aos padrões estabelecidos pela NBR : FIGURA 11 Piso elevado 41cm

26 26 4. CONCLUSÕES O estudo da laje Bubbledeck permitiu conhecer a tecnologia construtiva que iniciou sua aplicação recentemente no país. Foi possível perceber a tendência à industrialização das práticas da construção civil, já adotadas em outros países há algum tempo. O incômodo provocado por ruído de impacto em edificações de andares múltiplos, devido à queda de objetos no piso e pessoas caminhando nele pode ser atenuando com sistemas de pisos flutuantes, os quais devem ser estabelecidos antes da execução da obra civil, durante a fase de projeto e detalhamento. Nos ensaios foram utilizados materiais para deixar o ambiente o mais favorável possível para simulação do ensaio, uma vez que a obra estava em execução e o ambiente não estava acabado. Os resultados obtidos foram utilizados para avaliar os critérios estabelecidos pela NBR : Observou-se que o limite do critério estabelecido pela NBR : 2013, L ntw < 80dB, está de acordo com o ensaio realizado, mostrando a eficácia da laje Bubbledeck relacionada ao isolamento acústico entre lajes.

27 27 5. RECOMENTAÇÕES Propõe-se o desenvolvimento de trabalhos adicionais para dar sequência as pesquisas realizadas e apresentadas neste artigo de graduação. Dentre as sugestões destacam-se: Realização de ensaios em diferentes tipologias de lajes estruturais (lajes nervuradas, maciças com diferentes espessuras, lajes com forma de concreto celular auto-clavado, dentre outras); Realização de ensaios adicionais de ruído de impacto de pisos para confirmar as observações feitas na conclusão desde artigo; Aumentar o número de amostragens ideal (quatro posições) para verificar o comportamento dos resultados.

28 28 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR : Edifícios - Desempenho - Parte 3: Requisitos para os sistemas de pisos internos. Brasil, GERGES, S. N. Y. Ruído: Fundamentos e Controle. 2ª Edição. Florianópolis: NR Editora, INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO). ISO 140-7: Acoustics: measurement of sound insulation in buildings and of building elements. Part VII: Field measurements of impact sound insulation of floors. Genève, Switzerland, INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO). ISO 717-2: Acoustics: rating of sound insulation in buildings and of building elements. Part II: Impact sound insulation. Genève, Switzerland, SILVA, Y. M. O. Estudo Comparativo Entre Lajes Bubbledeck E Lajes Lisas p. Projeto de Graduação (Bacharelado em Engenharia Civil) Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro. SOUZA, L. C. L.; ALMEIDA, M. G. Bê-a-bá da Acústica Arquitetônica: ouvindo a arquitetura. São Carlos: EduFScar, 2011.