Conforto ambiental: O homem e suas necessidades acústicas

Conforto ambiental: O
homem e suas necessidades
acústicas
O som e sua relação com o homem e o meio que o
circunda
Arq. Cláudia Barroso-Krause, D.Sc.
PROARQ
FAU/UFRJ
www.fau.ufrj.br/proarq
Concepção do Projeto
CONFORTO
Térmico
Lumínico
Acústico
Conforto acústico no projeto
– É quando nos preocupamos com as
condições acústicas externas e internas do
edifício projetado
– Dependendo do uso que será dado à
edificação, esta poderá ser fonte de ruído
para o entorno ou ficar fragilizada por sua
interferência.
Entorno - Contexto - Lugar Calmo
Entorno- Contexto - Lugar Agitado
Perfeita Harmonia
Programa: Home Theater
Propriedades físicas do som
Ref.: Souza, Léa et al. - BE-a-Bá da Acústica Arquitetônica: ouvindo a Arquitetura
Um som é, muitas vezes, a
única informação possível
para o que ocorre fora do
nosso campo visual. No
entanto,
enquanto
podemos desviar o olhar,
para evitar uma visão
desagradável, é impossível
selecionar – de forma
precisa – o que nos
interessa ouvir. A audição
complementa a visão na
identificação
dos
elementos externos do
entorno.
Propriedades físicas do som
Segundo a Física, sempre que um corpo vibra, produzindo a perturbação
nas moléculas do meio que o envolve. Esse movimento é transmitido às
moléculas vizinhas produzindo ondas sonoras, que alteram a pressão
atmosférica, quando o meio de propagação é o ar.
Um tom puro pode ser graficamente representado como uma onda sonora
senoidal. Na pratica, dificilmente se encontra um tom puro, mas, sons
complexos podem ser decompostos em uma série de tons puros.
Para o ouvido humano, a faixa audível (fig. A1) está situada entre as
freqüências de 20 e 20 x 103 Hz, sendo maior a sensibilidade entre 1 e 4 x
103 Hz. As freqüências situadas acima desta faixa são chamadas de ultrasons e as situadas abaixo de infra-sons.
20Hz
infra-sons
graves
1600Hz
400Hz
médios
20000Hz
agudos
ultra-sons
Um som pode ser caracterizado por 3 grandezas físicas: Pressão (P),
Intensidade (I) e Potência (W) Sonoras. Mas, como o ouvido humano é
sensível a uma faixa muito extensa de pressões sonoras (de 2 x 10 –5 a 20
Pa) e como esta sensibilidade varia (é maior para sons mais fracos e
menor para sons mais fortes) foi adotada uma escala logarítmica, cuja
unidade
é
o
decibel
(dB).
O ruído pode ser definido com a
“mistura de tons cujas freqüências
diferem entre si por valor inferior à
discriminação (em freqüência) do
ouvido humano” [TB-143/ABNT].
Pode ser:
Ref.: Souza, Léa et al. BE-a-Bá da Acústica
Arquitetônica: ouvindo a
Arquitetura
Aéreo quando propagado pelo ar
(por exemplo, a voz)
Impacto quando o meio de
propagação é sólido (por
exemplo, o ruído de passos sobre
uma laje).
Na prática, é chamado de ruído todo som incômodo ou indesejável. A
classificação é subjetiva; em geral nos incomoda o som produzido pelos
outros: o ruído do tráfego, o barulho do ar condicionado, a música e a
conversa no apartamento vizinho....
O ruído incomoda quando:
ƒimpede a recepção de uma informação desejada;
ƒimpede a emissão de uma mensagem;
ƒestá dissociado visualmente de sua fonte.
A noção de ruído "admissível" varia de um indivíduo para outro, em
função dos hábitos, e circunstâncias
É comum, em locais excessivamente silenciosos, o uso de fontes
sonoras (rádio ou TV) que aumentem ligeiramente o ruído de fundo
Qualidade de vida, do ponto de vista acústico, é a possibilidade de
conviver com os ruídos significantes e desejados
Entretanto, a exposição ao ruído pode ocasionar uma série de
patologias. Em ordem crescente:
• Alterações na qualidade do sono,
• Falta de eficiência;
• Falta de concentração;
• Tensões e mudanças de comportamento;
• Fadiga mental;
• Perda temporária da audição;
• Perda permanente da audição.
A Construção do Ruído
Qualquer situação acústica envolve, necessariamente, três
elementos: fonte sonora, meio de propagação e receptor
O nível sonoro percebido pelo receptor depende da quantidade
de energia sonora emitida pela fonte e das características do
meio de propagação – o chamado campo sonoro.
O Campo Sonoro pode ser Direto, ou Campo Livre,
quando entre a fonte sonora e o receptor não existe nenhum
tipo de obstáculo que modifique o trajeto das ondas sonoras
.
Neste caso o nível de ruído
está diretamente relacionado
à distância entre a fonte e o
receptor: quanto mais longe
da fonte, menor é o ruído
percebido.
Ref.: Souza, Léa et al. BE-a-Bá da Acústica
Arquitetônica: ouvindo a
Arquitetura
Como, em situações reais,
sempre existe um plano refletor
representado pelo piso, é
importante conhecer também o
coeficiente de absorção do solo.
Campo Sonoro Reverberante, ou Campo Difuso, ocorre
quando a onda sonora encontra obstáculos, é refletida e
permanece por algum tempo no ar.
Neste caso – como em um
quarto ou uma rua com seção
vertical em "U" – o nível
sonoro não depende mais
apenas da distância fonte/
receptor, mas da geometria do
local, que induz a direção da
reflexão e dos coeficientes de
absorção dos materiais de
revestimento das superfícies
refletoras (fachadas e solo,
externamente ou pisos,
paredes e teto, no interior).
Fonte Sonora
É o elemento responsável pela emissão do som. Pode ser
classificada como:
ƒDesejável, indiferente ou incômoda: de acordo com o
desejo e posição do receptor;
ƒFixas (indústrias, canteiros de obra e boates) ou móveis
(veículos);
ƒDirecional (o som emitido é mais intenso em uma
determinada direção) ou omnidirecional (o som emitido se
distribui uniformemente em todas as direções);
ƒPontual, linear ou de superfície: dependendo da distância
fonte/ receptor e da escala do problema analisado.
Fonte Sonora
ƒPontual: as dimensões da fonte são insignificantes em
relação à sua distância ao receptor. Exemplos: um veículo
– isoladamente; uma fábrica, no contexto da cidade;
ƒLinear: uma de suas dimensões é significativa em
relação à distância fonte/ receptor. Exemplo, uma via de
tráfego de veículos;
ƒDe superfície: quando as ambas as dimensões são
significativas. Exemplo: uma fábrica, no contexto da
quadra.
Propagação do Som
Ref.: Souza, Léa et al. BE-a-Bá da Acústica
Arquitetônica: ouvindo a
Arquitetura
A construção e seus elementos – muros, fachadas, esquadrias,
pisos, paredes e tetos – são obstáculos que alteram o caminho de
propagação das ondas sonoras, modificando em quantidade (nível
sonoro) e qualidade (espectro sonoro) o ruído emitido pelas fontes e
percebido pelos usuários.
Atenuação pela distância
Lembrando: o nível de potência sonora depende da fonte e o nível de
intensidade sonora é característico do som percebido pelo receptor. A relação
entre os dois níveis é função da:
• distância fonte/ receptor: quanto mais distante a fonte menor o
nível sonoro percebido;
• tipo de propagação
Reflexão x Absorção
Assim como a luz, ao
encontrar uma
superfície plana e
rígida, a onda sonora
é refletiva segundo
um ângulo de
reflexão igual ao
ângulo de incidência,
o que permite
estabelecer a direção
das ondas refletidas.
No entanto, no caso do som, este comportamento só é verdadeiro
se a menor dimensão do obstáculo for, no mínimo, quatro vezes
maior que o comprimento da onda incidente. Para sons graves
(grande comprimento de onda) a relação entre o tamanho do
obstáculo e o comprimento de onda deve ser sempre verificada.
A quantidade de energia refletida depende da natureza
mais ou menos absorvente do obstáculo. Superfícies
“duras” são mais reflexivas, superfícies “macias” mais
absorventes.
Por exemplo, um muro coberto de vegetação refletirá
menos energia que um muro concreto. Quanto maior o
coeficiente de absorção (α) de um material menor será a
energia refletida. Observemos a tabela de coeficientes de
absorção de alguns materiais
Transmissão
Ref.: Souza, Léa et al. - BE-a-Bá da Acústica Arquitetônica: ouvindo a Arquitetura
E incidente
E transmitida
Um ruído pode
“atravessar” uma
parede ainda que
ela não apresente
nenhuma
abertura. O que
ocorre é que ao
ser atingida por
uma onda sonora
a parede vibra e
passa a funcionar
como uma nova
fonte. Neste caso
podemos dizer
que o som foi
transmitido pela
parede.
Difração
Quando o som encontra frestas ou obstáculos menores
que seu comprimento de onda as ondas tem sua direção e
magnitude modificadas, o som é difratado (Figura A11). A
difração pode ocorrer quando o som passa através de
janelas, pilares, vigas, muros, etc. É o fenômeno que
explica o funcionamento das barreiras acústicas, muito
importantes para o controle de ruído urbano.
nova fonte
Difusão
Irregularidades na superfície refletora podem provocar a
difusão – as ondas sonoras se espalham em diversas
direções, promovendo uma distribuição mais uniforme da
pressão sonora e um ganho no conforto acústico. Embora
haja fórmulas para cálculos precisos, de forma geral, um
elemento arquitetônico (viga, balcão, pilar) será mais
eficiente para provocar a difusão se sua largura for igual ao
comprimento da onda sonora e a profundidade das
irregularidades de sua superfície igual à sétima parte
desse comprimento.
Qualidade Acústica
As características do ambiente construído – interior e
exterior – são responsáveis pela qualidade acústica do
espaço resultante. De fatores como forma, dimensão,
volumetria, revestimento e material de vedação depende o
som percebido pelo receptor. O tratamento acústico de um
ambiente deve conciliar o isolamento quanto aos ruídos
externos com a inteligibilidade para os sons desejados.
Para isso é necessário que o ambiente não apresente
acidentes acústicos (ecos, focos) e que o ruído de fundo
(tabela A5) e o Tempo de Reverberação (Anexo A2)
sejam adequados às atividades a que o espaço se destina.
Trindade no Estudo Acústica
Estudo de Isolamento
Reverberação
Forma
Isolamento quanto à superfície
Convexa - Refletora de som - Difusão
Condições acústicas
adequadas
Criação de um forro
móvel, formado por 15
módulos.O teto forma
diversas composições de
acordo com o espetáculo,
proporcionado
maior
qualidade acústica por
meio de difusão.
Sala São Paulo
Ref.: Souza, Léa et al. BE-a-Bá da Acústica
Arquitetônica: ouvindo a
Arquitetura
Isolamento quanto à superfície
Côncava - Concentração de Som
Ref.: Souza, Léa et al. BE-a-Bá da Acústica
Arquitetônica: ouvindo a
Arquitetura
Isolamento Acústico
Ref.: Souza, Léa et al. - BE-a-Bá da Acústica Arquitetônica: ouvindo a Arquitetura
O isolamento acústico
consiste em dificultar a
transmissão sonora. Um
bom isolante deve ser
rígido,
compacto,
pesado.
A capacidade que um
elemento de vedação
(parede,
divisória,
esquadria,...) tem de se
opor à transmissão do
ruído depende de seu
Índice
de
Redução
Sonora
Para obter um bom isolamento sonoro é conveniente
verificar o índice de redução sonora (R) proporcionado pelo
material (fig. A10). No caso de paredes simples, quanto mais
“pesado” (ou denso) for o obstáculo, menor será a
quantidade de energia sonora transmitida.
Paredes Simples, onde o isolamento depende da massa
superficial (do “peso”) desta.
Segundo a “Lei da Massa”, a cada vez que a espessura é
dobrada o isolamento aumenta ± 4 dB, sendo maior para
as altas freqüências (aumenta cerca de 4 dB a cada vez
que a freqüência é dobrada).
Ref.: Souza, Léa et al. - BE-a-Bá da Acústica Arquitetônica: ouvindo a Arquitetura
Paredes Compostas. Este tipo de opção de vedação é
conveniente quando se deseja (ou necessita) evitar o uso de
paredes muito espessas e pesadas. Materiais absorventes, quando
colocados entre painéis rígidos, funcionam como “mola”
minimizando a transmissão do ruído.
Este conjunto (Fig. A13) - que não obedece rigorosamente à lei da
massa - costuma apresentar um índice de redução sonora maior
que o de uma parede homogênea, com a mesma espessura.
Ref.: Souza, Léa et al. - BE-a-Bá da Acústica Arquitetônica: ouvindo
a Arquitetura
Absorção Acústica
A absorção sonora consiste em reduzir ao máximo a reflexão
da energia sonora que incide sobre uma superfície. A energia
absorvida é parcialmente dissipada (como energia térmica) e
parcialmente transmitida.
O desempenho de um material como absorvente
acústico varia segundo as diversas faixas de
freqüência. Dois são os principais tipos de
materiais absorventes:
ƒMateriais Fibrosos e Porosos –
permitem que a onda sonora
penetre e se propague em seu
interior. Após sucessivas reflexões
sobre as paredes dos poros a
energia sonora é dissipada sob a
forma de calor (energia térmica).
ƒOs materiais porosos (ex:
espumas sintéticas) ou fibrosos
(ex: lãs minerais) são, de modo
geral, mais eficientes nas altas
freqüências.
Ref.: Souza, Léa et al. - BE-a-Bá da Acústica Arquitetônica: ouvindo a Arquitetura
ƒPainéis Flexíveis
- Quando uma onda
sonora atinge um
painel flexível, a
vibração provocada
pela
pressão
exercida sobre o
painel
transforma
parte da energia
sonora em energia
térmica.
Ref.: Souza, Léa et al. - BE-a-Bá da Acústica Arquitetônica: ouvindo a Arquitetura
ƒPainéis flexíveis afastados da parede por uma camada de ar
são excelentes para absorver as baixas freqüências. Se o
painel estiver colado diretamente sobre a parede, a eficiência
será maior nas altas e médias freqüências.
Trindade no Estudo Acústica
Estudo de Isolamento
Reverberação
Forma
Tempo de Reverberação
É o tempo necessário, para
que o nível de pressão sonora
diminua de 60 dB, depois que
a fonte cessar”.
O Tempo de Reverberação
Ideal (anexo A2) varia em
função do volume da sala e do
tipo de atividade a que ela se
destina.
Ref.: Souza, Léa et al. - BE-a-Bá da
Acústica Arquitetônica: ouvindo a
Arquitetura
Tempo de Reverberação
Música
Igrejas
Sala de Concertos
Estúdio
Cinema
Palavra Falada
É do TR que depende fundamentalmente a qualidade acústica
de uma sala: uma sala “morta” que absorva todas as reflexões
não é boa, por exemplo, para ouvir música.
Tempo de Reverberação
O TR pode ser ajustado através da relação entre superfícies
reflexivas e absorventes (via revestimentos de pisos, paredes
e tetos). Foi Wallace Sabine que, a partir de um problema real,
definiu empiricamente a primeira fórmula para determinar o
Tempo de Reverberação:
0,161V
Tr =
∑ S1α 1
Tr é o tempo de reverberação,
em segundo
onde: V é o volume da sala,
em m3
Si é a área dos
diferentes revestimentos internos,
em m2
αi é o
coeficiente de absorção de cada
revestimento
O Ruído e o projeto
O projeto dos edifícios tem, frequentemente, relegado o
conforto acústico a um plano posterior e secundário. O
comportamento acústico dos espaços costuma ser estudado
apenas
em
ambientes
«especiais»
(auditórios,
estúdios,teatros...).
Argumenta-se que tratamentos acústicos são muito caros.
E, em parte isto é verdade : corrigir falhas de projeto é, de
fato, caro e difícil, prevenir entretanto não. A qualidade
acústica do projeto pode depender do cumprimento de
algumas etapas, simples, durante o processo de concepção
do edifício.
Identificação e classificação das fontes
de ruído
O primeiro passo para evitar ou solucionar os problemas
decorrentes do ruído é identificar as fontes de ruído.
Localizar as fontes de ruído existentes no entorno do
edifício (vias de tráfego, indústrias, atividades de lazer) e
verificar as fontes que serão criadas pelo próprio projeto
(casas de máquinas, equipamentos, salões de festa,
prismas de ventilação).
Em seguida, classificar as fontes como de ruído aéreo ou
de impacto.
Barateamos o custo do tratamento acústico (caso este se
faça necessário) quando adotamos uma implantação
correta.
Qualificação Acústica dos Espaços
Checar o nível de ruído de fundo recomendado para os
espaços projetados.
Deve ser proposta uma setorização dos espaços, a partir
da hierarquização dos espaços, entendendo sempre que,
se é preciso maior privacidade ou pouquíssima
interferência de ruídos, então precisamos dos ambientes
que atuam como fontes sonoras.
Estabelecer uma “escala” de sensibilidade ao ruído: por
exemplo, um quarto é mais sensível ao ruído que a sala,
que é mais sensível que o banheiro e assim por diante.
Tratamento das Fontes de Ruído de
Impacto
O ruído de impacto deve ser tratado na fonte, a
proteção no ambiente receptor é muito pouco
eficiente.
As fontes devem ser “desacopladas” de paredes e
piso para evitar que o ruído de impacto seja
transmitido a toda estrutura.
Alguns exemplos e soluções:
Rodapés de Borracha
Material Isolante
Som- Propagação
pelo ar
Redução do Nível de
• Máquinas e
equipamentos :
apoios elásticos
(molas, sapatas
de neoprene);
transmissão de ruídos e
vibração
Redução do Nível de
transmissão de ruídos e
vibração
Ref.: Souza, Léa et al. - BE-a-Bá da Acústica
Arquitetônica: ouvindo a Arquitetura
Alguns exemplos e soluções:
Material Absorvente
• Dutos e
tubulações:
quando
embutidos nas
paredes podem
ser revestidos
com materiais
absorventes (lã
de vidro, lã de
rocha);
Absorção
Sonora
Ref.: Souza, Léa et al. - BE-a-Bá da Acústica
Arquitetônica: ouvindo a Arquitetura
Alguns exemplos e soluções:
Rodapés de Borracha
Piso
Feltro de Cobertura
Concreto Magro
Fibra de Vidro
Rodapés de Borracha
Tábuas de piso
• Atividades de
impacto sobre lajes
de piso: pisos
flutuantes, manta de
material elástico ou
absorvente entre a laje
e o contrapiso atenuam
o ruído de passos e
arrastar de móveis.
Fibras de vidro que
passam por dentro
da vigota
Vigotas
Ref.: Souza, Léa et al. - BE-a-Bá da Acústica Arquitetônica: ouvindo a
Arquitetura
Afastar Espaços Sensíveis das Fontes
de Ruído
• Evitar, sempre que possível, a contigüidade entre
espaços sensíveis das fontes de ruído.
•A proteção do edifício contra o ruído emitido pelas
fontes do entorno começa pela implantação.
•Os espaços interiores podem, também, ser
hierarquizados em função do ruído.
A figura abaixo apresenta duas implantações possíveis para um
mesmo edifício: a solução da esquerda é (acusticamente) mais
adequada porque expõe apenas uma das fachadas diretamente
ao ruído da rua e cria ainda um pátio interno protegido.
rua
Na fachada voltada para a via de tráfego podem ser
localizados os espaços menos sensíveis (acessos, circulações,
escadas)
reservando a fachada protegida para os ambientes sensíveis
ao ruído (quartos, escritórios).
Áreas de serviço e cozinhas devem, de preferência, ser
afastadas dos quartos de dormir, caso isto não seja
possível, evitar a passagem de tubulações de água e
esgoto pela parede divisória e isolar contra ruídos aéreos.
Isolamento dos Ruídos Aéreos
Como nem sempre é possível afastar espaços ruidosos de
espaços sensíveis o isolamento sonoro deve ser suficiente
para garantir que o ruído de fundo seja compatível com os
parâmetros de conforto (tabela das páginas).
Como foi visto anteriormente, para paredes simples vale a
“Lei da Massa”. Uma parede de alvenaria de tijolos
cerâmicos (esp = 15 cm) isola cerca de 35 dB e uma laje
de concreto cerca de 45dB (contra ruídos aéreos).
Quando a diferença entre o nível de ruído de fundo e o
ruído na fonte for maior que estes valores o isolamento
precisará ser reforçado aumentando-se a espessura da
parede ou usando o princípio da parede composta (painel
rígido sobre material absorvente).
Esquadrias
Esquadrias são um dos pontos fracos da fachada por
serem, usualmente, fabricadas em materiais leves (lei da
massa), quase sempre possuírem elementos vazados
(venezianas, grelhas) e pela dificuldade de “selar” as
frestas entre a alvenaria e o caixilho e entre este e as
folhas móveis.
Janelas duplas, com folhas paralelas desconectadas entre
si podem apresentar um desempenho bem superior ao de
uma janela simples com o dobro da massa superficial
(princípio da parede composta. A tabela abaixo apresenta
valores médios de desempenho de janelas.
Esquadrias
Compartimentos vazados
(varandas, sacadas) podem
funcionar como espaços de
transição para a
propagação sonora,
protegendo o interior do
edifício do ruído da rua (fig.
A17) principalmente se
algumas de suas
superfícies forem tratadas
com materiais absorventes.
esta é uma alternativa
interessante por não
interferir na ventilação,
importante em clima
tropical-úmido.
Esquadrias
Outra forma de garantia
de isolamento acústico é
a escolha da esquadria.
Por exemplo, modelos
de PVC, com vidro duplo
reduzem a passagem de
vibração.
Outro recuso é o uso de
material absorvente de
vibração como tecido,
borrachas e carpetes nas
frestas das janelas
Condicionamento Acústico
Teatros, auditórios, estúdios, salas de aula ou qualquer
outro espaço destinado à música ou a voz humana
devem, necessariamente, ter o tempo de reverberação
calculado de modo a garantir sua qualidade acústica.
Entretanto, mesmo em espaços menos “nobres” o
arquiteto se preocupar com o condicionamento acústico:
espaços muito reverberantes são desagradáveis e
provocam desconforto por dificultar a inteligibilidade dos
sons desejados.
Condicionamento Acústico
Uma vez que, em espaços exteriores, os materiais mais
constantemente usados (concreto, cerâmica, pedras,
asfalto) possuem baixo coeficiente de absorção sonora, a
presença de vegetação pode ter um efeito significativo na
ambiência sonora dos espaços ao ar livre pelos efeitos da
absorção, difusão e do mascaramento.
Desempenham a mesma função de um revestimento
absorvente aplicado sobre o solo ou as fachadas: deformam
o espectro do ruído, atenuando os sons agudos e criando
uma ambiência mais “surda”.
Sob o efeito do vento, podem se tornar uma fonte sonora
secundária, mascarando os ruídos indesejáveis.
Condicionamento Acústico
Entretanto, a vegetação não possui, por si mesma, um
efeito de barreira significativo.
A atenuação provocada por uma faixa de cem metros de
vegetação densa é de apenas 10dB(A), ou seja, 1 dB(A)
para cada 10 metros de vegetação, o que pode ser
considerado insignificante (Fig. A18).
O uso de vegetação sobre taludes de terra, nas bordas das
vias de tráfego, se bastante eficiente, mas são os taludes e
não a vegetação que se opõem à propagação do ruído.
10 m de vegetação = - 1 dB(A)
Glossário de Acústica
Pequeno glossário informal. Menos que uma definição
científica precisa, que englobe todo o espectro necessário
a plena compreensão dos preceitos envolvidos, este
glossário busca, respeitando a veracidade das
informações, uma re-apresentação dos conceitos
científicos básicos ao estudo arquitetônico de conforto
ambiental, em linguagem leiga, favorecendo sua
compreensão. Quando necessário, no trato diário,
poderão – e deverão – ser consultados os livros
mencionados na bibliografia.
Amplitude
É o deslocamento máximo atingido por uma molécula em relação à
sua posição de equilíbrio, medida em metro (m). Veja representação
gráfica em onda sonora senoidal
Barreira Acústica
Material Absorvente
O cálculo exato da atenuação
provocada por uma barreira é
relativamente complexo, entretanto
existem
algumas
fórmulas
simplificadas. Uma barreira simples
pode ser calculada pela fórmula:
∆t = 13 + 10 log(N)
Absorção
Sonora
Ref.: Souza, Léa et al. BE-a-Bá da Acústica
Arquitetônica: ouvindo a
Arquitetura
É o elemento que, colocado entre a
fonte e o receptor, visa provocar a
difração das ondas sonoras. A
atenuação provocada por uma barreira
depende de sua altura e posição em
relação à fonte e ao receptor.
Onde: ∆t é a atenuação
provocada pela barreira
N é o numero de Fresnel
(N > 1), N = 2 δ/λ
δ = (A+B) - (a+b)
λéo
comprimento de onda
Comprimento de Onda (λ)
É a distância percorrida em um ciclo completo, pela onda senoidal,
medida em metro (m). É função da velocidade do som em um meio e
da freqüência. (λ = c/f). Veja representação gráfica em onda sonora
senoidal
λ
Curvas De Ponderação
São circuitos eletrônicos usados nos aparelhos de medição sonora que
permitem que a resposta obtida seja corrigida por faixa de freqüência.
Existem diversas curvas (A, B, C, D). A curva (A) corresponde ao “ouvido
humano padrão”.
Decibel
O decibel (ou a décima parte do Bel 1):
É a unidade utilizada em Acústica para quantificar os níveis de pressão
(NPS), intensidade (NIS) e de potência sonoras (NWS) encontrados ou
necessários. É uma unidade adimensional pois relaciona um determinado
valor de pressão (ou intensidade, ou potência) sonora a um valor de
referência de mesma unidade.
1 Unidade que era utilizada para medir perdas em linhas telefônicas,
assim denominada em homenagem a Alexander Graham Bell
Suas fórmulas são:
Eco
É o som secundário, gerado por reflexão, que chega ao ouvido do receptor
com um atraso de 1/15 segundos em relação ao som direto. Considerando
uma temperatura de 220 C, este percurso corresponde a, aproximadamente,
22 metros. Os ecos podem ser evitados pelo uso de materiais absorventes
ou pela colocação de anteparos intermediários quando a distância entre
fonte a superfície refletora for superior a 11 metros.
Especto sonoro
Assim como a luz, que pode ser decomposta em cores (espectro luminoso),
um ruído ou som complexo possui sua energia distribuída em várias faixas
de freqüência (o espectro sonoro), que propicia a determinação da
quantidade de energia sonora contida em cada faixa de freqüência. Como o
ouvido humano não é sensível a pequenas variações de freqüência, o
espectro sonoro foi dividido em faixas de freqüência maiores, as bandas de
oitava. Uma oitava é definida por um intervalo em que a freqüência máxima
da faixa é igual ao dobro da mínima. As oitavas normalizadas, dentro da
faixa audível, são as seguintes:
Focos
É fenômeno que ocorre quando, devido a uma superfície convexa,
dois ou mais raios refletidos convergem para um mesmo ponto.
Fórmula de Norris-Eyring
É uma fórmula de cálculo de tempo de reverberação recomendada
quando este é determinado por poucas reflexões (TR < 1,6 s)
0,161V
Tr =
Slogn(1− α )
Tr é o tempo de reverberação, em segundos
V é o volume da sala, em m3
S é a área interna da sala, em m2
α
é o coeficiente médio de absorção da sala
Fórmula de Millington-Sette
É uma fórmula de cálculo recomendada para cálculo do Tempo de
Reverberação quando há grande variação de materiais de revestimento,
ou de coeficientes de absorção dos revestimentos.
0,161V
Tr =
i
n(1−αi)]
∑[−Slog
Si é a área dos diferentes
revestimentos internos, em m2
αi é o coeficiente de absorção de cada
revestimento
Freqüência
É o número de vezes que um ciclo sonoro se repete, em um
determinado período de tempo, em ciclos por segundo (cps) ou Hertz
(Hz). Quanto maior o número de ciclos, mais alta a freqüência.
Matematicamente seria o inverso do período (f=1/T). Divide-se em:
•
Altas freqüências (1.400 a 16.000Hz) = sons agudos (grande
comprimento de onda)
•
Baixas freqüências (20 a 360 Hz) = sons graves (pequeno
comprimento de onda)
Veja representação gráfica em onda sonora senoidal
Índice de Redução Sonora
É expresso pela fórmula: onde Wi é a potência incidente sobre a
superfície de 1 elemento e Wt é a potência acústica transmitida pelo
elemento (ex. Parede).
Intensidade Sonora
É a quantidade de energia transportada por uma onda sonora, em um
ponto e direção determinados, por unidade de superfície normal à
direção da onda. Unidade: W/m2.
Mascaramento
É a elevação subjetiva do limiar de audibilidade: na presença de um
ruído de fundo muito elevado, o som de interesse precisa ter mais
energia para ser percebido. Assim, é muito mais “fácil” conversar em
um apartamento silencioso que numa rua de tráfego pesado (ou em
uma boate).
Onda Sonora Senoidal
É a representação gráfica do deslocamento de um som puro.
Caracteriza-se pelos seguintes parâmetros: amplitude (A),
comprimento (λ), período (T), e freqüência ( f ):
Potência Sonora
É a energia liberada por uma fonte, por unidade de tempo. Unidade:
Watt (W).
Pressão Sonora
É a diferença entre a pressão do ar, em um determinado instante, e a
pressão atmosférica normal (ou pressão estática). Unidade: Newton
por metro quadrado (N/m2) ou Pascal (Pa).
Ruído de fundo
É todo e qualquer ruído percebido em um determinado
local que não seja o som de interesse (ou ruído útil). Por
exemplo: o ruído do tráfego, do ar condicionado, dos
vizinhos,...
Em alguns
casos
o
ruído
de
fundo pode
ser
interessante
como
por
exemplo
som
de
água.
Som
É “toda e qualquer vibração mecânica em um meio elástico na faixa
de áudio freqüência” (TB-143/ABNT). Ao vibrar um corpo produz a
perturbação do meio que o envolve de tal forma que as moléculas do
meio não se deslocam, mas oscilam em torno de uma posição de
equilíbrio, provocando zonas de compressão (alta pressão) e
rarefação (baixa pressão). Pode ser classificado como:
PURO:
Quando composto de uma única freqüência (único comprimento de
onda). Por exemplo: o som de um diapasão. Pode ser representado
como uma onda senoidal.
COMPLEXO:
Mais comum, é o som composto por várias freqüências. Pode ser
representado como a soma de diversas ondas senoidais (uma para
cada faixa de freqüência).
Velocidade da onda sonora (c)
É a rapidez de deslocamento da onda sonora, em metro por segundo
(m/s). Varia em função da temperatura, densidade e homogeneidade
do meio de propagação. Quanto mais denso o meio, mais rápida a
propagação.
Fórmula de cálculo:
c = 332 +
1+
t
273
t - temperatura em °C
Ao ar livre a alteração da velocidade do som na atmosfera, por variações
de temperatura, podem provocar a refração das ondas sonoras,
ocasionando um ligeiro desvio na trajetória original.
Velocidade do som (c) em alguns materiais de construção ( em m/s)
• Bibliografia
• Apostila de conforto ambiental site FAU/UFRJ
• Referência bibliográfica das ilustrações
BE-a-Bá da Acústica Arquitetônica: ouvindo a
Arquitetura
Autores
Léa Cristina de Souza
Manuela Almeida
Luis Bragança
Luiz Renato do nascimento