AULA: ISOLAMENTO SONORO

Transcrição

1 PUC GOIÁS ESCOLA DE ARTES E ARQUITETURA Especialização em Desempenho das Edificações Habitacionais Profª. Me. Fernanda Marques Vieira AULA: ISOLAMENTO SONORO

2 TRANSMISSÃO SONORA PROF. FERNANDA MARQUES VIEIRA

3 TRANSIÇÃO POR MEIOS DIFERENTES Quando a onda de pressões sonoras encontra um obstáculo (por ex. uma parede), o choque que se segue ao nível molecular faz com que parte da sua energia volte em forma de uma onda de pressões refletida e que o resto produza uma vibração de moléculas do novo meio, o que, visto de fora, é como se a parede absorvesse parte do som incidente.

4 O som não atravessa a parede!

5 TRANSIÇÃO POR MEIOS DIFERENTES O som não atravessa a parede! Parte dessa energia de vibração das moléculas da parede será dissipada sob a forma de calor, devido aos atritos que as moléculas enfrentam no seu movimento ondulatório. Outra parte voltará ao primeiro meio, somando-se com a onda refletida, e o resto da energia contida na própria parede produzirá a vibração do ar do lado oposto, funcionando a parede como uma nova fonte sonora que criará uma onda sonora no terceiro meio.

6 TRANSMISSÃO DO SOM Na prática, nenhuma parede se comporta como obstáculo perfeito. Sob a ação de ondas sonoras que atingem uma parede, esta põe-se a vibrar. Evidentemente, essa vibração é invisível. A própria parede em vibração produz ondas sonoras nos ambientes que separa, ou seja, parte da energia incidente pela vibração da parede é transmitida ao ambiente contíguo ou adjacente. Cabe observar que, quando se substitui o revestimento de uma parede por um material cujo coeficiente de absorção é mais elevado que o do revestimento anterior, a parcela refletida do conjunto parede + revestimento é diminuída, mas a parcela transmitida não se altera. Isso nem sempre é fácil de admitir, mas são cometidos muitos erros quando se pretende, com um material absorvente acústico, diminuir a parcela de energia transmitida através de uma parede.

7 Note também que os materiais são melhores isolantes acústicos às freqüências mais altas. Isto decorre basicamente do comprimento de uma determinada onda sonora: bloquear integralmente uma onda sonora requer interromper totalmente sua propagação, que só se consegue aumentando a espessura da parede.

8 ISOLAMENTO PROF. FERNANDA MARQUES VIEIRA

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10 O QUE É ISOLAMENTO? Para ambientes comuns, isolar é reduzir a intensidade sonora transmitida para dentro dos ambientes, sem que, no entanto, isso represente a extinção total do ruído de fundo. Somente quando o ambiente requer condições especiais de baixa intensidade sonora, como no caso de ESTÚDIOS e CÂMARAS ACÚSTICAS, é que o ruído de fundo deve ser eliminado.

11 DEFINIÇÕES SOM Toda e qualquer vibração ou onda mecânica que se propaga em um meio dotado de forças internas(por exemplo: elástico, viscoso,etc.) capaz de produzir no homem uma sensação auditiva NBR RUÍDO Em arquitetura: todo som que não seja desejado pelo receptor.

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13 SOM X RUÍDO Uma vez interferindo no bom andamento das atividades, nos objetivos dos espaços, prejudicando a função do ambiente, o som pode ser considerado ruído, independente do seu espectro.

14 RUÍDO Podemos dizer que ruído é todo som incômodo ou indesejável. Exemplo: uma banda de música Porém, este conceito é muito subjetivo, uma vez que o que é considerado ruído para algumas pessoas pode ser entendido como som para outras.

15 RUÍDO AÉREO Ruído transmitido através do ar: vozes, buzinas, etc. DE IMPACTO Ruído de percussão sobre um sólido (ou membrana flexíveltambor) com transmissão através do ar: queda de objetos, marteladas, passos, etc.

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17 A FORMA DE TRATAMENTO PARA A REDUÇÃO DE RUÍDOS VARIA COM O TIPO DE RUÍDO CONSIDERADO São usados termos diferentes: As fontes de ruídos podem ser propagadas sob a forma de: ruídos aéreos; Ruídos transmitidos por vibrações de sólidos; por impacto. Isolação tratamento para ruídos aéreos Isolamento para ruídos de impacto ou vibração.

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20 TRANSMISSÃO DE RUÍDOS AÉREOS

21 Os principais elementos da edificação responsáveis pela transmissão de ruídos aéreos para o interior de um ambiente são: janelas, portas, paredes, pisos, tetos, frestas ou fendas existentes nas superfícies que compõem o ambiente.

22 PODEMOS CLASSIFICAR AS TRANSMISSÕES SONORAS EM TRÊS TIPOS PRINCIPAIS: I. Transmissões diretas são aquelas onde o som passa diretamente pelas paredes divisórias. II. Transmissões indiretas ou laterais ocorrem quando o som passa para outro ambiente por estruturas da edificação que não a parede divisória. III. Transmissões parasitas são as transmissões sonoras ocorridas por falhas/defeitos localizados e que ocorrem geralmente por falta de vedação correta ao ar (fissuras nas paredes, falha na instalação de janelas, caixas elétricas ).

23 Figure 1.22 Some sound leakage and flanking transmission paths between rooms. (From W. J. Cavanaugh, Building Construction: Materials and Types of Construction, 5th ed., ed. Whitney Huntington and Robert Mickadeit. Copyright c 1981 John Wiley & Sons. Reprinted by permission of John Wiley & Sons.)

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25 ISOLAÇÃO DE RUÍDOS AÉREOS PROF. FERNANDA MARQUES VIEIRA

26 O SOM NÃO ATRAVESSA A PAREDE Quando se produz um som qualquer ele exerce uma certa pressão acústica sobre determinada superfície, pressão esta que a induz a vibrar. É esse processo vibratório que gera, do outro lado da superfície, uma fonte sonora secundária.

27 ENTÃO, COMO PODEMOS FAZER PARA O SOM NÃO SE PROPAGAR ATRAVÉS DE UMA PAREDE? Como vimos, a incidência de uma onda sonora sobre uma superfície induz a superfície/parede vibrar. A vibração da parede gera uma fonte sonora secundária do outro lado dela e que faz o som propagar para o outro ambiente. Assim sendo, não é o som que atravessa a parede com se ela fosse transparente, mas a faz vibrar e criar uma outra fonte sonora do outro lado da parede. A forma mais simples é fazer com que a parede seja mais pesada possível. Ou seja, quanto maior for a massa da superfície em questão, menor a probabilidade dela vibrar e, consequentemente, transmitir som.

28 PARA FAZER UM ISOLAMENTO ACÚSTICO DE UM AMBIENTE, DEVEMOS TER EM MENTE TRÊS PRINCÍPIOS BÁSICOS:

29 I. Lei da Massa II - Princípio massa-mola-massa III. Princípio da estanqueidade

30 I. LEI DA MASSA Quanto mais pesado, mais denso o material, melhor o isolamento. Para uma mesma espessura uma parede de concreto isolará mais que uma parede de gesso, pois para um mesmo volume o concreto é mais pesado que o gesso. Essa lei pode ser expressa matematicamente como: Rw 10 log(f.m)² Rw = índice de redução sonora, f = frequência e m = massa.

31 Quanto maior for a massa da superfície em questão, menor a probabilidade dela vibrar e, conseqüentemente, de transmitir. A aferição exata do nível de isolamento acústico (TL ou E) de materiais e sistemas é obtida em laboratório. Ver a tabela com alguns índices de isolamento acústico à freqüência de 500Hz. Na falta de informações precisas (testes em Laboratório) adota-se : A LEI DA MASSA

32 LEI DA MASSA Note que a duplicação da massa de um determinado material não implica em dobrar seu índice de isolamento acústico, mas somente lhe conferirá um acréscimo de 6dB de isolamento.

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34 NEM SEMPRE O AUMENTO DA MASSA DO MATERIAL É, NA PRÁTICA, VIÁVEL, TANTO SOB O PONTO DE VISTA ECONÔMICO COMO SOB O ESPACIAL. Uma parede de bloco de concreto que pesa cerca de 202 Kg/m 2 apresenta 14cm de espessura e tem índice de atenuação de 40dB a 500Hz. Para que alcance 50dB de atenuação nesta mesma freqüência, seriam necessários 56cm de parede composta homogeneamente pelo mesmo material.

35 ALGUMAS VEZES A SOLUÇÃO MAIS APROPRIADA PODE SER A COMPOSIÇÃO DE PAREDES DUPLAS. Quanto maior o espaço de ar entre elas, maior será o isolamento sonoro; Pode melhorar um pouco a faixa de abrangência do isolamento das baixas freqüências; Para médias e altas freqüências, o isolamento é maior.

36 MITOS EM ACÚSTICA Caixa de ovo Parte do inconsciente coletivo, a caixa de ovo desfruta de status não superado por nenhum outro material. A trivial embalagem tem desempenho quase mítico, conceito gozado principalmente entre músicos. Absorver, isolar, abafar o som, as mais diversas funções são associadas ao objeto, sempre com performance imbatível.

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38 ISOPOR Não é somente o público leigo que considera isopor como elemento de isolamento acústico. O jornal A Notícia publicou reportagem onde apresenta o projeto de uma casa de isopor, de autoria de uma professora universitária. Conforme mostra a Figura, novamente o isopor é alçado à condição de provedor de isolamento acústico.

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40 Uma das possíveis razões do isopor ser interpretado como material de isolamento acústico reside no fato dele ser bom isolante térmico. Como há materiais que são utilizados como recheio de componentes duplos, tanto para isolamento térmico quanto acústico, como a lã de vidro, por exemplo, a generalização termina por incluir todos os materiais e o isopor ganha adjetivo indevido.

41 II - PRINCÍPIO MASSA-MOLA-MASSA Aumentar a massa de uma parede é uma solução muito eficaz, mas apresenta o inconveniente de sobrecarregar o peso das construções e estruturas. Combinando certos materiais podemos aplicar um princípio conhecido como massa-mola-massa.

42 Uma parede dupla nada mais é do que uma parede composta por dois painéis separados por um espaço de ar, ou preenchido com material acústico. Esse tipo de estrutura representa um sistema massamola-massa, onde as massas correspondem aos dois panos de parede e a mola ao espaço de ar que os separa. Como qualquer outro tipo de construção, um sistema assim possui uma frequência própria de ressonância que será tanto mais baixa quanto maior forem as massas e/ou a distância entre elas. Aspecto relevante no que diz respeito à capacidade de isolamento acústico desse sistema consiste em criarmos espaços vazios no seu interior, ou preenchidos com material absorvente acústico.

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44 PAREDES DUPLAS Para que uma parede dupla ofereça o isolamento apropriado, é necessário que suas partes estejam o mais isoladas possível entre si. Elementos estruturais entre as paredes duplas tendem a diminuir a eficiência do isolamento acústico dessas paredes, e quanto mais inflexíveis ou rígidos esses elementos, menor é a atenuação do ruído.

45 DE PREFERÊNCIA, OS 2 PANOS DE PAREDE NÃO DEVEM ESTAR SOLIDÁRIOS

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48 so em estúdios, m paredes de alto penho acústico, em ão existe contato entre as placas. ão sustentadas por uras metálicas das, com uma manta de lã entre omo na figura ao atingir um STC de nos melhores casos. A figura mostra uma parede em gesso, com alto fator de isolamento. Uma parede comum em gesso é composta por duas chapas separadas por um espaço vazio (as vezes preenchido por lã de vidro ou rocha) montadas numa estrutura de aço galvanizado.

49 A APLICAÇÃO DE MATERIAIS ABSORVENTES NO INTERIOR DO ESPAÇO DE AR ENTRE AS PAREDES É ACONSELHÁVEL.

50 Se as espumas são materiais leves, por que devo usá-las para ISOLAMENTO?

51 POR QUÊ? Materiais porosos, por si só, não são bons isolantes, mas apresentam pequenas melhoras no isolamento acústico, se aplicados em conjunto com materiais isolantes. Normalmente, em materiais porosos, a energia sonora incidente é perdida por causa dos movimentos de seus componentes, ajudando a atenuar a intensidade do som transmitido. A aplicação desses materiais na cavidade entre as paredes colabora também para a diminuição das reflexões sonoras que ali podem ocorrer.

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54 Amortecimento do som através de uma parede 30 db ou menos de 30 a 35 db de 30 a 40 db de 40 a 45 db 45 db ou mais Condições de Audibilidade A voz normal pode ser compreendida com facilidade e de modo distinto. O som da voz é percebido fracamente. A conversa pode ser ouvida mas não nitidamente compreendida. O som da voz pode ser ouvido mas não compreendidas as palavras com facilidade. A voz normal só será ouvida debilmente e às vezes não. O som da voz pode ser ouvido fracamente sem, no entanto ser compreendido. A conversação normal não é audível. Sons muito fortes como o canto, instrumentos de sopro, rádio tocando muito alto podem ser ouvidos fracamente e às vezes não. Conclusão Pobre Suave Bom Muito bom. Recomendado para paredes de edifícios de apartamentos. Excelente. Recomendado para estúdios de rádio, auditórios e indústrias.

55 ÍNDICES DE REDUÇÃO SONORA PONDERADA DE DIVERSOS SISTEMAS CONSTRUTIVOS PARA SISTEMAS DE VEDAÇÕES VERTICAIS

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60 O Poliuretano, pertencente à classe dos polímeros, trata-se de um material versátil e aplicável em diversos ramos da indústria. No entanto, atualmente este material tem sido destaque também no campo da construção civil por suprir e substituir o uso de métodos tradicionais de isolamentos, preenchimentos e aderências, como é o caso da utilização de espuma expansiva de poliuretano (PU).

61 III. PRINCÍPIO DA ESTANQUEIDADE Onde passa o ar passa o ruído! O ruído passa por baixo das portas, frestas das janelas, dutos de ventilação dos banheiros, venezianas e também pelas paredes se estas não forem bem vedadas. Um bom isolamento acústico pressupõe uma boa estanqueidade ao ar. A renovação de ar de uma residência é indispensável, logo o sistema de renovação de ar ou ventilação deverá deixar passar o ar, mas limitar a passagem de ruído.

62 O FURO NO AQUÁRIO

63 OS ELEMENTOS MAIS PREJUDICIAIS AO ISOLAMENTO ACÚSTICO SÃO AS ABERTURAS

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65 OS ELEMENTOS MAIS PREJUDICIAIS AO ISOLAMENTO ACÚSTICO SÃO AS ABERTURAS Toda vez que uma superfície apresenta aberturas, sua capacidade de isolamento sofre grande redução.

66 Uma abertura com uma área correspondente a 0,1% da área da parede onde está inserida leva a uma redução de 30dB no isolamento global da parede.

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71 PORTAS Para a abertura de portas, o isolamento alcançado depende, em grande parte, da massa da folha da porta e de sua forma de montagem. Portas que estão diretamente sujeitas a áreas de grande intensidade sonora devem ser pesadas, como no caso de portas externas.

72 PORTAS A vedação das bordas e orifícios é primordial. Espaços deixados entre a porta e a soleira são pontos de transmissão do som. As frestas existentes no contorno de uma abertura comprometem o isolamento global.

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78 Uma forma de melhorar o isolamento na região de portas é projetar halls para reduzir a intensidade sonora. Esses halls podem ser tratados com materiais absorventes para evitar a reflexão de sons e também colaboram com a queda da intensidade sonora devido á distância percorrida.

79 JANELAS Em geral, janelas apresentam baixo isolamento acústico. A atenuação promovida por janelas depende: Da espessura e tamanho do painel; Do material utilizado; e Da forma de montagem. As janelas fixas são mais isolantes que as janelas móveis.

80 JANELAS COM PAINÉIS DE VIDRO DUPLO A melhoria de atenuação sonora em relação ao painel único depende do isolamento entre os painéis. O aumento do espaço de ar entre os painéis, assim como a eliminação de juntas rígidas, aumenta o isolamento acústico.

81 O vidro insulado, também chamado de vidro duplo, é obtido por meio da inclusão, entre duas ou mais lâminas de vidro, de uma câmara de ar desidratado ou gás. As lâminas de vidro são espaçadas em todo o perímetro por um perfil de alumínio preenchido com hidrosecante, que garante a eliminação do vapor d água, evitando seu embaçamento. O conjunto recebe uma dupla selagem, tornando-se hermeticamente vedado.

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83 Materiais resilientes, como borrachas, quando aplicados nas juntas, ajudam a amortecer a vibração do painel e a vedar pequenas frestas que permitem a passagem do som. Sempre que possível, as janelas devem apresentar vedações resilientes para aumentar a sua capacidade de isolar.

84 VIDROS Normalmente, vidros mais espessos oferecem valores de índice de atenuação maiores que os vidros mais finos. Vidros laminados, compostos por camadas de vidro interpostas por camadas de plástico, também podem atenuar mais o ruído transmitido. Como o plástico das camadas é um bom amortecedor de ondas sonoras, ele colabora para que a redução da transmissão seja maior.

85 O Vidro Laminado atende às exigências mais especiais de segurança, como controle sonoro, controle de calor (quando associado a um vidro refletivo) e de retenção da radiação ultravioleta. (Fabricado em conformidade com a norma ABNT Vidro Laminado NBR ) É chamado de vidro laminado o conjunto de duas ou mais chapas de vidro que tenham sido submetidas a um processo de laminação onde são unidas por uma película plástica. No caso dos vidros a película utilizada é o Polivinil Butiral (PVB), o material mais utilizado em todo o mundo para essa finalidade.

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87 VALORES TÍPICOS DE ÍNDICE DE ISOLAMENTO SONORO DE ALGUNS TIPOS DE VIDROS

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92 PERDA DE TRANSMISSÃO SONORA PROF. FERNANDA MARQUES VIEIRA

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94 ESCREVENDO EM FUNÇÃO DAS INTENSIDADES: I refletida I incidente = ρ I absorvida I incidente = I transmitida I incidente = τ

95 COEFICIENTE DE TRANSMISSÃO O parâmetro que caracteriza a capacidade de uma parede transmitir o som é o Coeficiente de Transmissão (τ). Quanto menor for o valor de (τ), menor será a intensidade transmitida, ou seja, mais isolante será a parede.

96 PERDA NA TRANSMISSÃO SONORA (PT) Diferentemente da absorção de uma parede, cujo parâmetro característico é o coeficiente de absorção sonora (α), o parâmetro que normalmente se utiliza para caracterizar o isolamento sonoro de uma parede não é o coeficiente de transmissão (τ), mas sim uma grandeza chamada de TRANSMISSION LOSS (TL); ou PERDA NA TRANSMISSÃO SONORA (PT); ou ENFRAQUECIMENTO SONORO (e)

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98 TODO MATERIAL APRESENTA CAPACIDADE PRÓPRIA DE REDUZIR A INTENSIDADE SONORA, QUANDO APLICADO ENTRE A FONTE E O RECEPTOR A capacidade de isolar varia com a freqüência dos sons. Por isso, a capacidade de isolar os ruídos é indicada por um valor específico para algumas freqüências definidas. Essa capacidade, expressa em decibéis, é chamada de Perda de Transmissão (PT), ou Enfraquecimento sonoro (E). Se o valor indicado para um material é de 50dB, significa que uma onda sonora, ao atravessar esse material, tende a sofrer redução de mesmo valor em seu nível de intensidade sonora.

99 O índice de redução sonora (R), também chamado de Perda de Transmissão (PT), é um dos principais parâmetros para caracterização acústica de uma partição. É um número único que representa a capacidade de isolamento sonoro de um determinado componente, isto é, a diferença de nível de pressão sonora entre dois pontos em lados opostos a uma barreira acústica.

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102 TABELA VALOR DO ISOLAMENTO ACÚSTICO DE DIVERSOS MATERIAIS MATERIAL ISOLAMENTO ACÚSTICO(em db-500 Hz) Alvenaria de concreto, rebocada,30cm 50 Alvenaria de concreto,rebocada, 15cm 45 Concreto celular, 5 cm rebocado dos 2 lados 35 Concreto celular, 8 cm rebocado dos 2 lados 40 Parede de blocos maciços, 10 cm, pintada 37 Parede de blocos maciços, 10 cm, c/ reboco 43 Parede de tijolo maciço aparente 42 Parede de tijolo maciço, c/ reboco 45 Parede de tijolo vazado, 30cm 50 Parede de tijolo vazado,6 cm, rebocado 35 Parede dupla de concreto celular 50 Parede dupla de tijolos c/ câmara de ar 54 Gesso acartonado, 50 mm 28 Painel WALL 40mm 30 Painel WALL 55mm 33 Laje de concreto, rebocada, esp. 5cm 50 Laje de concreto, 10 cm,piso acabado 45 Laje de concreto,15 cm,piso acabado 48 Laje de concreto, 18 cm, piso acabado 50 Porta de madeira, interior sólido 18 Porta de madeira, interior oco 15 Porta de madeira maciça 25 Porta de madeira maciça, bordas seladas 30 Janela simples de vidro 3mm 20 Janela de vidro 6mm, bordas seladas 30 Janela de vidro 3mm, bordas seladas 25

103 É comum que as paredes apresentem elementos, como janelas, portas, aberturas de ventilação etc., que interrompem a sua homogeneidade. A Perda de Transmissão (PT) de uma parede composta pode ser obtida a partir da perda de transmissão de seus componentes individuais.

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110 FÓRMULAS PT = 10 Log 1 τ (db)

111 FIM