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Universidade Federal do Rio de Janeiro
APLICAÇÃO DE PROCEDIMENTO PARA ANÁLISE DO DESEMPENHO ACÚSTICO DE PISOS EM UNIDADE
HABITACIONAL MULTIFAMILIAR COM BASE NA NBR 15.575:2013
Fernanda Mendes Graça Couto
2014
APLICAÇÃO DE PROCEDIMENTO PARA ANÁLISE DO DESEMPENHO ACÚSTICO DE PISOS EM UNIDADE
HABITACIONAL MULTIFAMILIAR COM BASE NA NBR 15.575:2013
Fernanda Mendes Graça Couto
Projeto de Graduação apresentado ao
curso de Engenharia Civil da Escola
Politécnica, Universidade Federal do Rio
de Janeiro, como parte dos requisitos
necessários à obtenção do título de
Engenheiro.
Orientadora: Elaine Garrido Vazquez
Rio de Janeiro
AGOSTO DE 2014
ii
APLICAÇÃO DE PROCEDIMENTO PARA ANÁLISE DO DESEMPENHO
ACÚSTICO DE PISOS EM UNIDADE HABITACIONAL MULTIFAMILIAR COM
BASE NA NBR 15.575:2013
Fernanda Mendes Graça Couto
PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE
ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL
DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A
OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL.
Examinada por:
__________________________________________ Elaine Garrido Vazquez
Profª. Adjunta, D.SC, POLI/UFRJ (orientadora)
__________________________________________
Ana Catarina Jorge Evangelista Profª. Associado, D.SC, POLI/UFRJ
__________________________________________ Assed Naked Haddad
Prof. Associado, D.SC, POLI/UFRJ
RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL
AGOSTO DE 2014
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Couto, Fernanda Mendes Graça
Aplicação de Procedimento para Análise do
Desempenho Acústico de Pisos em Unidade Habitacional
Multifamiliar com Base na NBR 15.575:2013/ Fernanda
Mendes Graça Couto – Rio de Janeiro: UFRJ/ ESCOLA
POLITÉCNICA, 2014.
XII, 77 p.: il.; 29,7 cm.
Orientador: Elaine Garrido Vazquez
Projeto de Graduação - UFRJ/ POLI/ Engenharia
Civil, 2014.
Referencias Bibliográficas: p. 58 - 62.
1. Desempenho Acústico, 2. Ruído de Impacto, 3. Norma de
Desempenho. I. Vazquez, Elaine Garrido. II. Universidade
Federal do Rio de Janeiro, UFRJ, Curso de Engenharia
Civil. III. Título.
iv
Dedicado ao meu avô
(in memoriam).
v
AGRADECIMENTOS
Aos meus pais, Claudia e Renato, por todo amor, carinho e apoio, sempre
acreditando no meu potencial. À minha irmã, Patricia, por todo o companheirismo e
futura colega de profissão. À minha avó, Neuza, por ser minha segunda mãe e
exemplo de superação. Aos meus avós, Renato (in memoriam) e Giza, que sempre
torceram por mim. Aos meus tios e primos, por todos os risos e conselhos. Sem
vocês nada disso teria sido possível.
Ao meu namorado, André, por todo amor, carinho, paciência, compreensão,
não medindo esforços para estar sempre do meu lado. Agradeço por todo o apoio
dado na realização desse projeto, me incentivando e não me deixando desistir.
À professora e amiga Elaine, pela orientação, confiança, respeito, incentivo e
compreensão que possibilitou a realização deste trabalho. Um exemplo de
professora, amiga, atleta, mãe.
Ao professor Ericksson, por toda a ajuda dada a mim e aos meus colegas do
Ciclo Básico. Agradeço também pelo conselho de cursar a Politécnica, independente
da engenharia que eu escolhesse. Com certeza a melhor decisão da minha vida.
Ao Laboratório de Acústica e Vibrações (LAVI) da UFRJ pela infraestrutura
fornecida e, em especial, ao Fernando Castro Pinto e Guilherme Pedroto de Almeida
Magalhães, pela disponibilidade de tempo para a realização dos ensaios de campo.
À equipe da obra Transolímpica, pela paciência, conhecimento e amizade,
ajudando a me tornar uma melhor professional.
Aos amigos da faculdade Amannda Dacache, Natalia Guerra, Caroline Slikta,
Camila Metello, Arthur Curi, pela amizade, compreensão e apoio nos momentos
difíceis, em especial à Bruna Basile, Mariana Rios, Anália Torres, Eduarda Bacellar,
por representarem grande parte dessa vitória.
Aos amigos do colégio, por contribuírem em grande parte da minha formação
e terem me ajudado a passar no vestibular. Que a nossa amizade se estenda por
toda a vida.
Ao professor Silvan, não só por ter me ajudado por 13 anos na ginástica
olímpica, mas por ter sido um exemplo de dedicação e responsabilidade.
À todos que, de alguma forma, participaram da elaboração deste trabalho,
meu sincero muito obrigada.
vi
Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como
parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Civil.
APLICAÇÃO DE PROCEDIMENTO PARA ANÁLISE DO DESEMPENHO
ACÚSTICO DE PISOS EM UNIDADE HABITACIONAL MULTIFAMILIAR COM
BASE NA NBR 15.575:2013
Fernanda Mendes Graça Couto
AGOSTO/2014
Orientadora: Elaine Garrido Vazquez
Curso: Engenharia Civil
A publicação da norma de desempenho NBR 15575 - "Edificações
habitacionais - Desempenho" incentivou o mercado da construção civil pela busca
do desempenho da edificações. Nesse contexto, foi firmada uma parceria entre uma
empresa desse ramo e a Universidade Federal do Rio de Janeiro, criando um grupo
de alunos e professores voltados ao estudo de desempenho acústico.
A fim de verificar se as edificações da empresa estão em conformidade com
a norma, foi elaborado um procedimento experimental para análise do desempenho
acústico de pisos, abordando os equipamentos e método para medição do ruído de
impacto, além de apresentar os requisitos requeridos pela norma.
Posteriormente, fez-se a aplicação deste procedimento a partir de uma
medição in loco, apresentada no estudo de caso deste trabalho. A medição foi
realizada em uma unidade habitacional de médio/alto padrão com o intuito de se
verificar o desempenho acústico da mesma.
O resultado obtido foi comparado com o requisito da norma de desempenho
para constatar se a unidade está conforme ou não com a norma. Espera-se que este
trabalho facilite a aplicação da norma de desempenho, auxiliando na melhoria da
qualidade das construções.
Palavras-chave: desempenho acústico, ruído de impacto, norma de desempenho
vii
Abstract of Undergraduate Project presented to POLI / UFRJ as a partial fulfilment of
the requirements for the degree of Civil Engineer.
APPLICATION OF PROCEDURE TO ANALYSE ACOUSTIC PERFORMANCE OF
FLOORS AT A MULTIFAMILY HOUSING UNIT BASED ON NBR 15.575:2013
Fernanda Mendes Graça Couto
AUGUST/2014
Advisor: Elaine Garrido Vazquez
Course: Civil Engineering
The publication of the standard NBR 15575 - "Residential Buildings -
Performance" stimulated the construction market in the search of building
performance. In this context, a partnership was signed between a construction
company and the Federal University of Rio de Janeiro, creating a group of students
and professors focused in the study of acoustic performance.
In order to verify that the buildings of the company are in compliance with the
standard, an experimental procedure to analyze the acoustic performance of floors
was created, presenting the equipment and method for impact noise measurement,
also showing the parameters required by the standard.
Subsequently, the procedure was applied from an in loco measurement
presented in the case study of this work. The measurement was performed in a
housing unit of medium / high standard in order to verify the acoustic performance of
that building.
The result achieved was compared with the parameter required on the
performance standard in order to verify if the unit is in compliance with the standard
or not. Hopefully this work will facilitate the application of the performance standard,
improving the quality of buildings.
Keywords: acoustic performance, impact noise, performance standard
viii
SUMÁRIO
1 Introdução ..................................................................................................................... 1
1.1 Contextualização .............................................................................................................. 1 1.2 Objetivo ............................................................................................................................... 5 1.3 Justificativa ........................................................................................................................ 5 1.4 Metodologia ....................................................................................................................... 6 1.5 Descrição dos capítulos ................................................................................................. 7
2 Referências Bibliográficas ....................................................................................... 8 2.1 Introdução ao conforto acústico ................................................................................. 8 2.2 Conceitos fundamentais sobre acústica ................................................................... 8 2.2.1 A natureza do som .................................................................................................................... 8 2.2.2 A recepção do som pelo ouvido humano ........................................................................ 9 2.2.3 Som x ruído ................................................................................................................................ 10
2.3 Onda sonora e seus elementos .................................................................................. 10 2.3.1 Velocidade do som ................................................................................................................. 11 2.3.2 Frequência, comprimento de onda e fase .................................................................... 12 2.3.3 Amplitude e intensidade da onda sonora ..................................................................... 12
2.4 Escala Decibel .................................................................................................................. 13 2.5 Fenômenos relativos a propagação do som .......................................................... 16 2.5.1 Fenômeno de Reflexão ......................................................................................................... 16 2.5.1.1 Fenômeno do Eco ........................................................................................................................... 17 2.5.1.2 Fenômeno de Reverberação ...................................................................................................... 18
2.5.2 Fenômeno da Refração ......................................................................................................... 19 2.5.3 Fenômeno de Absorção ........................................................................................................ 20 2.5.4 Fenômeno de Transmissão ................................................................................................. 21 2.5.5 Fenômeno de Difração .......................................................................................................... 22
2.6 Desempenho Acústico .................................................................................................. 22 2.6.1 Isolamento acústico ............................................................................................................... 23 2.6.1.1 Isolamento de ruídos aéreos ..................................................................................................... 25 2.6.1.2 Isolamento de ruídos de impacto ............................................................................................ 26
2.7 Norma de desempenho ................................................................................................ 28 2.7.1 Desempenho acústico de pisos ......................................................................................... 31 2.7.1.1 Requisitos referentes ao isolamento de ruídos de impacto ......................................... 32 2.7.1.2 Requisitos referentes ao isolamento de ruídos aéreos .................................................. 33
2.7.2 Requisitos de isolamento acústico de pisos em outros países ............................ 34
ix
3 Elaboração do procedimento experimental para medição do isolamento
acústico em sistemas de pisos .................................................................................... 35
3.1 Definições das variáveis utilizadas .......................................................................... 36 3.1.1 Nível médio de pressão sonora em um ambiente (L) ............................................. 36 3.1.2 Nível de pressão sonora de impacto (Li) ...................................................................... 36 3.1.3 Nível de pressão sonora de impacto normalizado (L'n) ......................................... 37 3.1.4 Nível de pressão sonora de impacto padronizado (L'nT) ....................................... 37 3.1.5 Redução do nível de pressão sonora de impacto (∆L') .......................................... 37
3.2 Equipamentos ................................................................................................................. 38 3.2.1 Tapping machine ...................................................................................................................... 38 3.2.2 Equipamento de medição do nível sonoro .................................................................. 39 3.2.3 Filtros ........................................................................................................................................... 39 3.2.4 Equipamento de medição do tempo de reverberação ............................................ 39
3.3 Geração do som .............................................................................................................. 40 3.4 Medição do nível de pressão sonora de impacto ................................................ 40 3.5 Faixa de frequência das medições ........................................................................... 41 3.6 Medição do tempo de reverberação e avaliação da área de absorção
sonora equivalente .................................................................................................................. 41 3.7 Correção do ruído de fundo ........................................................................................ 42 3.8 Apresentação dos resultados ..................................................................................... 43 3.9 Requisitos acústicos desejáveis ................................................................................ 44
4 Estudo de Caso .......................................................................................................... 45
4.1 Etapas do processo de medição in loco ................................................................... 47 4.2 Medição do RT60 ........................................................................................................... 49 4.3 Medição do nível de pressão sonora de impacto padronizado (L'nT) ........... 50 4.4 Procedimento X Medição ............................................................................................ 51 4.5 Tratamento de dados ................................................................................................... 53 4.6 Resultados ........................................................................................................................ 53
5 Considerações finais ............................................................................................... 55
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................ 58
REFERÊNCIAS ELETRÔNICAS ...................................................................................... 61
ANEXOS .............................................................................................................................. 63
APÊNDICES ........................................................................................................................ 72
x
Lista de tabelas
Tabela 1: Dados gerais da construção em 2007 a 2011 ............................................. 2 Tabela 2: Velocidade do som em meios variados ..................................................... 11 Tabela 3: Atenuação sonora de pisos revestidos ...................................................... 27 Tabela 4: Critério e nível de pressão sonora de impacto padronizado ponderado,
L’nT,w .................................................................................................................... 32 Tabela 5: Critérios de diferença padronizada de nível ponderada, DnT,w ................... 33 Tabela 6: Diferença padronizada de nível ponderada, DnT,w e nível de pressão
sonora de impacto padronizado ponderado, L’nT,w , em outros países ............... 34 Tabela 7: Distâncias mínimas de separação dos microfones .................................... 40 Tabela 8: Critério e nível de pressão sonora de impacto padronizado ponderado,
L’nT,w .................................................................................................................... 44 Tabela 9: Ficha técnica do Empreendimento A ......................................................... 46 Tabela 10: Resultado da medição entre unidades .................................................... 54
xi
Lista de quadros Quadro 1: Tipos de ruído e como se originam ........................................................... 10 Quadro 2: Absorção X Transmissão .......................................................................... 23 Quadro 3: Divisões da NBR 15575 ............................................................................ 29 Quadro 4: Estrutura da NBR 15575 ........................................................................... 30 Quadro 5: Requisitos e critérios – Ruído de Impacto ................................................ 32 Quadro 6: Requisitos e critérios – Isolamento de Ruído Aéreo dos Pisos Entre
Unidades Habitacionais ...................................................................................... 33 Quadro 7: Indicações do relatório .............................................................................. 43 Quadro 8: Equipamentos utilizados na medição ....................................................... 51 Quadro 9: Medição do nível médio de pressão sonora ............................................. 52 Quadro 10: Faixa de frequência das medições ......................................................... 52
xii
Lista de figuras Figura 1: Subdivisões do ouvido humano .................................................................... 9 Figura 2: Faixa média do nível de som para os humanos ......................................... 14 Figura 3: Níveis sonoros em µPa e seus valores correspondentes em dB ............... 15 Figura 4: Condições de transmissão sonora ............................................................. 16 Figura 5: Tempo de reverberação do som ................................................................. 18 Figura 6: Refração do som ......................................................................................... 19 Figura 7: Dissipação de energia pela absorção sonora ............................................. 20 Figura 8: Esquema de piso com forração .................................................................. 26 Figura 9: Esquema de piso flutuante ......................................................................... 27 Figura 10: Curvas típicas de isolamento de ruído de impacto ................................... 28 Figura 11: Tapping machine padronizada de acordo com a ISO 140-7:1998 ........... 38 Figura 12: Medidor de nível sonoro de classe 1 ........................................................ 39 Figura 13: Fachada do Empreendimento A ............................................................... 46 Figura 14: Macrolocalização do Empreendimento A ................................................. 47 Figura 15: Tapping machine ...................................................................................... 48 Figura 16: Microfones MPA416 Sensitivity Calibration .............................................. 48 Figura 17: Conversor Hi-Speed USB Carrier ............................................................. 48 Figura 18: Software LabVIEW Signal Express .......................................................... 49 Figura 19: Disposição da tapping machine no apartamento 401 nas 5 posições
medidas .............................................................................................................. 50 Figura 20: Disposição do receptor no apartamento 301 ............................................ 51
1
1 Introdução
1.1 Contextualização
Segundo Barbosa, 2010, as empresas brasileiras vêm buscando a
excelência no seu desempenho de acordo com a tendência mundial e com o
objetivo de aumentar a sua competitividade. Verifica-se que nas empresas do setor
da construção civil, em especial no subsetor de edificações, a primeira iniciativa para
o alcance da melhoria do desempenho foi a gestão da qualidade, que aos poucos
vem se constituindo numa realidade. Nessa perspectiva, muitas empresas construtoras estão buscando os
sistemas de gestão da qualidade com o intuito de superar problemas que surgem
nos seus processos produtivos, entre eles a baixa produtividade e o elevado
desperdício. Além disso, a satisfação dos clientes com os produtos e serviços
oferecidos é outra meta perseguida pelas empresas no processo de implantação
dos sistemas de gestão da qualidade (BARBOSA, 2010). Esse cenário de preocupação em torno do desempenho das edificações
surgiu com a expansão que a construção civil teve nos últimos anos. De acordo com
o IBGE (2011), em 2011, as 92,7 mil empresas do setor empregaram cerca de 2,7
milhão de pessoas e pagaram em salários, retiradas e outras remunerações o
equivalente a 49,9 bilhões de reais, o que significou uma média mensal de 2,6
salários mínimos mensais, resultado igual ao de 2010 e ligeiramente superior aos
2,5 salários mínimos de 2007.
As empresas do setor realizaram incorporações, obras e serviços da
construção no valor de R$ 286,6 bilhões, dos quais R$ 104,9 bilhões são obras
contratadas por entidades públicas. Em comparação com os anos anteriores, as
construções executadas assinalam um aumento real de 4,5% em relação a 2010 e
de 63,1% no confronto com 2007 (IBGE, 2011). A Tabela 1 apresenta uma
compilação destes dados.
2
Tabela 1: Dados gerais da construção em 2007 a 2011
Fonte: IBGE, 2011
Ao longo de 2011, a indústria da construção foi influenciada positivamente
por um conjunto de fatores relacionados diretamente à dinâmica do setor, tais como:
maior oferta de crédito imobiliário, aumento nos desembolsos destinados a obras de
infraestrutura do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES),
crescimento do emprego e da renda familiar, incremento no consumo das famílias e
a manutenção da desoneração do Imposto sobre Produtos Industrializados - IPI de
diversos insumos da construção. Este cenário favorável para a construção,
juntamente com programas de investimento como o Programa de Aceleração do
Crescimento (PAC) e o Programa Minha Casa Minha Vida, contribuiu para que
fossem realizados investimentos em obras de infraestrutura e na construção de
edificações residenciais, cujos investimentos são feitos considerando prazos de
longa maturação (IBGE, 2011). O déficit habitacional brasileiro nas edificações está concentrado quase em
sua totalidade nas classes de renda baixa. Assim, as construtoras estão se
preparando para produzir habitações populares em grande escala já que este será o
mercado a ser atendido nos próximos anos. Nesse contexto, é preciso considerar o
desempenho mínimo das construções e quais devem ser os padrões mínimos
técnicos que devem ser atendidos pelas construtoras (BORGES, 2008).
O desempenho das edificações é uma preocupação internacional desde
1984, com a publicação da ISO 6241:1984, “Performance Standards in building”
(Avaliação de desempenho em edifícios). A partir dessa norma foi possível mensurar
o desempenho das edificações. Outro indicador da busca pela qualidade foi a
publicação da ISO 9001 em 1987, uma das normas da série de sistemas de gestão
da qualidade. A ISO 9001 trouxe a certificação de sistemas da qualidade e a busca
pela satisfação dos clientes e pela melhoria contínua.
_________________________________________________________Pesquisa Anual da Indústria da Construção, v.21, 2011
As empresas do setor da construção empregaram cerca de 2,7 milhões de pes-soas, número superior aos 2,5 milhões de pessoas ocupadas em 2010 e ao 1,6 milhão de ocupados em 2007, e tiveram gastos com pessoal ocupado de R$ 74,7 bilhões, que representaram 31,1% do total dos custos e despesas da construção em 2011 (R$ 240,3 bilhões). Os gastos com salários, retiradas e outras remunerações atingiram R$ 49,9 bilhões, o que significou um salário médio mensal de R$ 1 437, assinalando um au-mento real6 de 3,8% em relação à média salarial de 2010 (R$ 1 305) e de 21,5% no confronto com 2007 (R$ 945). Em termos de salários mínimos7, o valor médio pago em 2011 foi de 2,6 salários mínimos mensais, resultado igual ao de 2010 e ligeiramen-te superior aos 2,5 salários mínimos de 20078.
Em 2011, a economia brasileira foi impactada por uma conjuntura internacional caracterizada pela crise fiscal na Europa e pelo baixo crescimento dos países desenvol-vidos. Com isso o Produto Interno Bruto - PIB brasileiro, após avançar 7,5%9 em 2010, registrou um crescimento de 2,7%10 em 2011. Com o objetivo de manter a inflação dentro da meta, o Banco Central promoveu aumentos da Taxa seliC, que passou de 10,75% no início do ano para 12,50% em julho. A seguir, considerando a redução dos riscos inflacionários por conta da deterioração da economia internacional e da redução do nível de utilização da capacidade instalada, o Comitê de Política Monetária - CoPom realizou três cortes consecutivos, fixando a Taxa seliC em 11,0% no fechamento do ano. A variação do IPCA, em 2011, foi de 6,5%, situando-se dentro da meta de inflação do Conselho Monetário Nacional. Apesar da conjuntura adversa, o mercado interno, im-pulsionado pela demanda doméstica e pela maior oferta de crédito seguiu contribuindo para o crescimento da economia brasileira e da atividade da construção no PIB, que cresceu 3,6%, atingindo 5,8% de participação no PIB.
6 Cálculo considerando a variação do Índice Nacional de Preços ao Consumidor - INPC, que teve variação de 6,1% em 2011 e de 25,2% entre 2007 e 2011.7 Cálculo com base nos salários mínimos médios de 2007 (R$ 373,08), 2010 (R$ 510,00) e de 2011 (R$ 544,23). 8 Cabe mencionar que o salário mínimo vem apresentando aumento superior ao IPCA. Em 2011, o salário mínimo cresceu 6,7% contra 6,5% do IPCA; e no período de 2007 a 2011, o salário mínimo avançou 45,9%, enquanto o IPCA teve acrés-cimo de 24,6%.9 Conforme o Sistema de Contas Nacionais Trimestrais, do IBGE (INDICADORES IBGE, 2011).10 Conforme o Sistema de Contas Nacionais Trimestrais, do IBGE (INDICADORES IBGE, 2011).
Númerode
empresas ativas
Pessoal ocupado
Salários,retiradase outrasremune-rações
Gastos com
pessoal
Total doscustos edespesas
Valor dasincorpo-rações,obras eserviços
Valor dasobras e/ouserviços
Constru-ções paraentidades públicas
Receitaopera-cional
líquida
2007 53 1 576 19 359 28 979 101 472 130 093 123 797 50 968 124 455
2008 57 1 806 25 718 38 725 132 830 163 109 158 693 68 607 154 597
2009 64 2 053 31 928 48 390 156 992 197 702 191 693 82 943 187 066
2010 79 2 479 42 058 63 355 213 217 257 310 249 202 103 401 244 248
2011 93 2 669 49 861 74 715 240 252 286 570 274 175 104 902 268 518
Fonte: IBGE, Diretoria de Pesquisas, Coordenação de Indústria, Pesquisa Anual da Indústria da Construção 2007-2011.
Tabela 1 - Dados gerais da indústria da construção - Brasil - 2007-2011
Ano
Dados gerais da indústria da construção
1 000 1 000 000 R$
3
Em contrapartida, os conceitos de qualidade e gestão nas empresas
brasileiras começaram a surgir em 1991 com a criação do Programa Brasileiro de
Qualidade e Produtividade (PBQP). Em 1999, o Programa Brasileiro da Qualidade e
Produtividade do Habitat (PBQP-H) estruturou o SiAC - Sistema de Avaliação da
Conformidade de Empresas de Serviços e Obras da Construção Civil que se
constituiu em um programa nacional de sistema da qualidade adaptado para o setor
da construção civil. Entretanto, muitas construtoras desenvolveram sistemas
inadequados preocupadas em obter o certificado do SiAC, pouco contribuindo para
a melhoria do desempenho das edificações (BARBOSA, 2010, CORDOVIL, 2013). Em maio de 2008 foi publicada a primeira versão da Norma de Desempenho
NBR 15575 mas, as vésperas de entrar em vigor em 2010, o mercado se debruçou
mais detidamente sobre a norma, o que provocou o adiamento da sua exigibilidade
e revisão. Com isso, a norma foi debatida e revisada entre 2010 e 2012 pela
Comissão de Estudos, composta por membros de toda a cadeia produtiva da
construção.
Assim, em 19 fevereiro de 2013, foi publicada pela ABNT - Associação
Brasileira de Normas Técnicas a NBR 15575 - "Edificações habitacionais -
Desempenho", entrando em vigor a partir de 19 de julho de 2013, 150 dias após a
data de sua publicação. A norma estabelece parâmetros técnicos para vários
requisitos importantes de uma edificação, como desempenho acústico, desempenho
térmico, durabilidade, garantia e vida útil, e determina um nível mínimo obrigatório
para cada um deles.
Segundo Mitidieri, 2011 apud Martins, 2014, a maior dificuldade de
adaptação será nos parâmetros referentes ao desempenho acústico, pois várias
partes da norma exigem parâmetros mínimos de tal desempenho. A publicação da
NBR 15575 trouxe o tema para a discussão, mas existem outros fatores que
contribuíram para que a percepção auditiva da população aumentasse com o tempo.
A partir de meados de 1970 se iniciou um movimento pela racionalização da
construção civil. Em nome do desenvolvimento tecnológico, as estruturas foram
ficando mais leves, as paredes menos espessas, as janelas e portas, mais finas. Ou
seja, houve um processo de redução do peso das construções, com o intuito de
economizar. Dessa maneira, o conforto acústico foi um dos itens que mais sofreu,
pois o isolamento acústico é regido, a grosso modo, pela lei das massas: quanto
mais densa e pesada é uma laje, uma parede, uma porta ou uma janela, menos
ruídos são transmitidos através delas (AKKERMAN, 2012).
A década de 90 foi marcada pela laje zero: chegou-se a um limite que a laje
de concreto possuía uma espessura de apenas 7 cm, sem contrapiso. Com isso os
4
apartamentos se converteram em caixas de ressonância, comprometendo o
desempenho acústico das edificações e o sossego dos moradores.
Paralelamente, a população mundial cresceu consideravelmente nos últimos
20 anos, aumentando a quantidade de automóveis nas ruas e de atividades
humanas que geram ruídos como construções e casas noturnas. Dessa forma
estamos cada vez mais expostos a poluição sonora.
A poluição sonora é um tipo de aspecto ambiental no qual é muito difícil o
seu controle, devido às características propagativas das ondas sonoras. Esse tipo
de poluição não gera resíduos e seus efeitos não são percebidos claramente no
ambiente. Os danos que podem ser causados na saúde humana pelo excesso de
ruídos tangem aspectos fisiológicos, como a perda da audição ou mesmo de cunho
psicológico, como pode-se cita a irritabilidade exagerada, alterações no sono,
estresse nervoso e dificuldades de concentração (HUNGRIA, 1995).
Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), todo e qualquer ruído que
ultrapasse a casa dos 55 decibéis já pode ser considerado prejudicial à saúde. A
entidade estima que 800 milhões de pessoas sofram com perda auditiva, quantidade
que deverá aumentar para 1,1 bilhão até 2015, representando aproximadamente
16% da população.
A tendência de redução de custos da construção civil levou a um aumento da
insatisfação dos usuários, de modo que a maior parte das reclamações dos usuários
de imóveis é o desconforto causado por ruídos externos, ruídos transmitidos entre
apartamentos e ruídos até mesmo dentro da própria unidade habitacional. O
desempenho acústico depende das soluções de engenharia adotadas no projeto e
na construção, deixando cada vez mais clara a responsabilidade dos incorporadores
e construtores nesse assunto.
O mercado ainda não está preparado para atender às exigências de acústica
por uma razão mais básica do que a disponibilidade de produtos: o
desconhecimento sobre como atingir o requisito, sobre como especificar, e sobre o
comportamento dos sistemas que utilizamos atualmente. Dessa forma, é necessária
a elaboração de procedimentos de medição para se atingir os requisitos da NBR
15575 e a realização de ensaios para se conhecer com mais representatividade os
diversos fatores que influenciam, ou não, o desempenho acústico dos sistemas
utilizados.
5
1.2 Objetivo
O presente trabalho teve como motivação a obrigatoriedade eminente da
aplicação da norma de desempenho das edificações - NBR 15575, representando a
necessidade de adequação das empresas aos requisitos da norma.
O objetivo desta pesquisa é a elaboração de um procedimento experimental
para medir o isolamento acústico em sistemas de pisos entre unidades autônomas
através da realização de uma medição in loco. O procedimento foi baseado na ISO
140-7:1998 - Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of
building elements: Field measurements of impact sound insulation of floors e na NBR
15575-3:2013 - Edificações habitacionais – Desempenho: Requisitos para os
sistemas de pisos internos.
O procedimento será aplicado em um estudo de caso a ser realizado em
uma unidade habitacional multifamiliar de médio/alto padrão, localizada em um
condomínio em Jacarepaguá, na cidade do Rio de Janeiro.
1.3 Justificativa
O aumento da densidade demográfica gerou um problema de falta de
espaços para construção em muitas cidades, exigindo uma redistribuição do espaço
urbano com a verticalização das moradias. Paralelamente a este fato, existe a
tendência mundial em sempre reduzir custos, causando a redução da qualidade dos
sistemas que compõem um edifício. Com isso, é inevitável que o desempenho
acústico das edificações diminua, gerando desconfortos para os moradores.
A inexistência de parâmetros aceitáveis de níveis de transmissão de ruído de
impacto nas normas brasileiras desobriga os projetistas da preocupação com o
problema do desconforto de tal maneira que seus trabalhos, de um modo geral não
contemplam soluções para o isolamento ao ruído de impacto (PEDROSO, 2007). É
nesse cenário que torna-se importante o estudo do desempenho acústico de pisos
por ruídos de impacto.
A NBR 15575-3 foi a primeira norma brasileira a trazer esse assunto para
discussão. Apesar de seu caráter não obrigatório, a adequação a norma
representará um passo a frente para as construtoras que a adotarem, pois as
mesmas poderão utilizar seus resultados positivos em qualidade e desempenho
como estratégias de marketing a fim de conquistar o consumidor.
6
O desempenho acústico das edificações ainda é um tema muito novo e,
portanto, a maioria das construtoras não se preocupam com esse requisito. Assim,
esse trabalho visa a aplicação da parte 3 da norma NBR 15575 - Desempenho:
Requisitos para os sistemas de pisos internos - a partir da elaboração de um
procedimento, facilitando a análise e a aplicação dos parâmetros por parte das
empreiteiras. Com isso será possível fornecer ao consumidor uma melhor qualidade
de vida, com mais conforto e serenidade.
1.4 Metodologia
O Departamento de Construção Civil da Escola Politécnica da Universidade
Federal do Rio de Janeiro firmou uma parceria com a Empresa X, originando em um
Programa de Iniciação Científica (PIC). Esta empresa está a 50 anos no mercado da
construção civil e é composta por mais de 10.000 colaboradores, atuando em 16
estados brasileiros.
O Programa de Iniciação Científica recrutou alunos do curso de Engenharia
Civil e os dividiu em 3 grupos de pesquisa. Um desses grupos foi voltado para o
estudo do desempenho acústico de edificações, analisando normas e artigos
nacionais e internacionais para se aprofundar no tema em questão.
O primeiro ano do programa gerou um estudo sobre a parte 4 da norma -
Sistemas de vedações verticais internas e externas - que trata de desempenho
acústico e a partir disso foi elaborado um procedimento de medição para analisar o
desempenho acústico de vedações verticais internas. Posteriormente aplicou-se o
procedimento com a realização de medições in loco em unidades habitacionais da
Empresa X, verificando o atendimento a norma. Com a renovação dos integrantes
do grupo, surgiu uma outra preocupação da empresa: o atendimento aos requisitos
de piso. A partir disso, focou-se o estudo no desempenho acústico de pisos,
presente na parte 3 da norma de desempenho NBR 15575, a fim de elaborar um
procedimento de medição.
A norma apresenta dois métodos de medições acústicas: de engenharia, que
pode ser a respeito do isolamento de ruído de impacto padronizado em sistema de
pisos ou do isolamento de ruído aéreo de sistema de pisos, ou do método
simplificado. Para a elaboração do procedimento optou-se pelo método de
engenharia para isolamento de ruído de impacto padronizado, estabelecendo-se
critérios de avaliação para uma medição in loco. O procedimento foi elaborado
7
baseando-se na norma ISO 140-7:1998 e os requisitos desejáveis para o
desempenho acústico foram retirados na NBR 15575-3:2013.
Após concluída a elaboração do procedimento, foi realizada uma medição in
loco em unidades habitacionais multifamiliares de médio/alto padrão da Empresa X,
verificando se as mesmas estão dentro dos padrões propostos pela norma a partir
do tratamento e análise dos dados encontrados.
1.5 Descrição dos capítulos
Esta dissertação está estruturada em cinco capítulos, descritos a seguir: O Capítulo I aborda a contextualização do trabalho, justificando o tema
escolhido e expondo os objetivos e a metodologia adotada para o desenvolvimento
do estudo.
O Capítulo II apresenta a revisão da literatura, embasando conceitos
teóricos pertinentes ao assunto desta dissertação e apresentando a Norma de
Desempenho.
O Capítulo III é dedicado à elaboração do procedimento experimental,
descrevendo o método e os equipamentos a serem utilizados nas medições e
apresentando os requisitos para atendimento à norma.
O Capítulo IV apresenta a descrição e análise dos resultados de uma
medição de isolamento de ruído de impacto em uma unidade multifamiliar.
O Capítulo V é composto pelas considerações finais do trabalho.
Por último são apresentadas as referências bibliográficas, eletrônicas e os
anexos deste trabalho.
8
2 Referências Bibliográficas
2.1 Introdução ao conforto acústico
A acústica estuda os fenômenos do som e sua interação com os sentidos,
buscando reduzir os ruídos que possam comprometer a audição e controlando os
sons de forma a evitar interferências como, por exemplo, o eco.
Conforto acústico pode ser entendido como uma sensação de bem estar.
Essa definição de conforto mostra a grande quantidade de variáveis que interferem
no seu julgamento, portanto conforto acústico nada mais é que uma sensação de
bem estar relacionada a níveis sonoros (ROSA, 2007). Ele pode depender de um
eficiente isolamento acústico, de uma boa absorção sonora ou de ambos
simultaneamente.
O conforto acústico é de extrema importância no desenvolvimento das
atividades cotidianas e quando se mostra eficiente, pode minimizar ou até mesmo
evitar o aparecimento distúrbios fisiológicos e psicológicos, como a fadiga e o
estresse, pois ambientes tranquilos e menos ruidosos favorecem a concentração e
produtividade (NERBAS, 2009).
2.2 Conceitos fundamentais sobre acústica
2.2.1 A natureza do som
O som é a propagação de uma frente de compressão mecânica ou onda
longitudinal que se propaga de forma circuncêntrica, apenas em meios materiais,
como os sólidos, líquidos ou gasosos, ou seja, não se propaga no vácuo.
O som depende de quatro fatores: a fonte, que causa a excitação mecânica
e assim inicia a perturbação; a superfície que produz vibrações quando é excitada; o
meio de propagação que pode ser sólido, líquido ou gasoso e o receptor que, no
caso da acústica, o mais importante é o homem. A percepção do som se da através da sensação auditiva, ocasionada pela
vibração de partículas de ar transmitida ao aparelho auditivo humano.
9
2.2.2 A recepção do som pelo ouvido humano
Segundo Bistafa (2006), o ouvido humano codifica as informações contidas
no som para serem interpretadas pelo cérebro. O ouvido ou orelha humana normal
pode distinguir cerca de 400.000 sons diferentes, desde o som de um mosquito num
momento de silencio até um avião a jato.
O ouvido humano pode ser separado em três grandes partes, de acordo com
a função desempenhada e a localização: ouvido externo, ouvido médio e ouvido
interno. O ouvido externo é composto pelo pavilhão (“concha acústica”
cartilaginosa), que coleta os sons e os direciona pelo canal auditivo até o tímpano.
O ouvido médio é composto pelo tímpano, que vibra e transmite a energia
para os ossículos martelo, bigorna e estribo, nesta ordem, reduzindo a amplitude da
onda e intensificando a energia para o ouvido interno.
O ouvido interno é responsável pela transformação das ondas de
compressão em impulsos nervosos, através da cóclea, um canal em forma de
caracol. Esses impulsos são enviados ao cérebro para serem interpretados.
A Figura 1, a ilustra o sistema auditivo humano discriminando as suas 3
subdivisões.
Figura 1: Subdivisões do ouvido humano
Fonte: http://www.brasilescola.com, 2014
10
2.2.3 Som x ruído
O som é definido pela frequência, medida em hertz, e pelo volume, medido
em decibéis. O som passa a ser denominado ruído quando excessivo ou indesejado,
podendo afetar o corpo, a mente e as atividades humanas. A diferença entre som e
ruído é subjetiva pois depende da maneira como é percebido. Um som que é
agradável a algumas pessoas pode incomodar outras.
O nível de ruído elevado pode ocasionar problemas para o ser humano,
como irritação, aumento da pressão arterial e da atividade cardíaca; comportamento
agressivo, distúrbios do sono e alterações do humor, além de causar a perda da
capacidade auditiva, queda de desempenho, falta de concentração e problemas de
aprendizado.
Em um edifício, o ruído é transmitido pela sua estrutura e pelo ar antes de
chegar ao ouvido humano. Dentre eles distinguem-se três tipos de ruídos, conforme
o Quadro 1. Quadro 1: Tipos de ruído e como se originam
TIPO DE RUÍDO ORIGEM DO RUÍDO Ruídos aéreos
externos
São os ruídos provenientes do meio exterior, da rua, o tráfego
urbano, uma fábrica, um aeroporto, as pessoas na rua
Ruídos aéreos
internos e ruídos
de impacto
São constituídos principalmente da conversação, dos
aparelhos de TV, dos aparelhos de som, eletrodomésticos em
geral. Os ruídos de impacto são os ruídos de passos, de
quedas de objetos
Ruídos de
equipamentos
São provenientes dos equipamentos de uso coletivo da
edificação como bombas de recalque, ventilação mecânica,
equipamentos de aquecimento de água, elevadores,
tubulações em geral, porta de garagens de entrada dos
edifícios
Fonte: Autor, 2014
2.3 Onda sonora e seus elementos
O entendimento das características físicas do som como onda é de suma
importância para os estudos de projetos acústicos (AMORIM & LICARIÃO, 2005).
Seus elementos como velocidade, frequência e amplitude devem ser analisados.
11
2.3.1 Velocidade do som
A velocidade de qualquer onda mecânica, transversal ou longitudinal,
depende das propriedades inerciais do meio (para armazenar energia cinética) e,
também, das suas propriedades elásticas (para armazenar energia potencial)
(HALLIDAY et al., 1996).
Através da análise de quanto um elemento do gás modifica o seu volume e
sua densidade, é possível determinar a velocidade da onda sonora naquele meio:
𝑣 = !!
eq.[1]
Onde:
Β é o módulo da elasticidade volumar
𝜌 é a densidade do meio
A velocidade de transmissão do som é diretamente proporcional à distância
entre as moléculas constituintes do meio: quanto mais próximas entre si, mais rápida
será a propagação do som. Assim, a velocidade de propagação é maior no sólidos
que nos gases e na ausência de ar (vácuo), o som não se propaga. A Tabela 2
apresenta a velocidade do som em vários meios.
Tabela 2: Velocidade do som em meios variados
MEIO VELOCIDADE (m/s) Gases
Ar (0ºC) 331 Ar (20ºC) 343
Hélio 965 Hidrogênio 1.284
Líquidos Água (0ºC) 1.402
Água (20ºC) 1.482 Água do mar 1.522
Sólidos Alumínio 6.420
Aço 5.941 Granito 6.000
Fonte: Halliday et al., 1996
12
2.3.2 Frequência, comprimento de onda e fase
Frequência é o que caracteriza o número de vibrações por unidade de
tempo. A unidade de frequência é o Hertz (Hz) que, por definição, é igual a um ciclo
por segundo (PINTO, 2009). O som mais grave que o ouvido humano consegue
detectar é de aproximadamente 20 Hz, e mais agudo está na faixa de 20.000 Hz. De
um modo geral, a frequência é igual a:
𝑓 = !!
eq.[2]
Onde:
T é o período, ou seja, o tempo necessário para que, num dado ponto, o fenômeno
se repita em amplitude e fase.
O comprimento de onda é a distância entre valores repetidos sucessivos num
padrão de onda. O comprimento de onda λ tem uma relação inversa com a frequência
de forma que quanto menor a frequência, maior o λ e quanto maior a frequência,
menor o λ. Essa relação é demonstrada na seguinte equação:
𝑐 = 𝜆𝑓 eq.[3]
Onde:
λ = comprimento de onda de uma onda sonora ou onda eletromagnética
c = velocidade da luz no vácuo ~ 300.000.000 m/s
f = frequência da onda 1/s = Hz.
Outra característica da propagação de ondas é a fase, que é a medida de
quão distante a onda está do início do ciclo ou período.
2.3.3 Amplitude e intensidade da onda sonora
A amplitude é a altura da onda, ou seja, é a diferença entre os valores
máximo e médio de pressão ao longo do tempo em um determinado ponto do
espaço ou, alternativamente, ao longo do espaço na direção de propagação da
onda, em um determinado instante de tempo. Quanto maior for a amplitude, maior
será a quantidade de energia transportada.
13
Quando a pressão varia do seu valor máximo ao mínimo retornando
novamente ao máximo, diz-se que ela efetuou uma oscilação completa ou um ciclo.
Amplitude e intensidade (ou pressão sonora) são diretamente proporcionais
(aumentam ou decaem na mesma proporção). A intensidade I de uma onda sonora é definida como a taxa média de
transmissão de energia, por unidade de área, para esta onda (HALLIDAY et al.,
1996). A unidade de medida é Watt/m2. Em uma onda sonora, a intensidade I está
relacionada à amplitude sm por:
𝐼 = !! 𝜌 𝜐 𝜔! 𝑠!! eq.[4]
Onde:
𝜌 = densidade volumétrica do ar
𝜐 = velocidade de uma onda sonora
𝜔 = frequência angular
𝑠! = amplitude da onda
O conceito de intensidade é importante, pois está ligada à percepção do
ouvido, que necessita uma quantidade mínima de energia para ser excitado. Para
um ouvido normal, essa energia é da ordem de 10-12 W/m2. Existe ainda uma
energia a partir da qual a sensação é de dor. Ela é da ordem de 10 W/m2 (PINTO,
2009).
2.4 Escala Decibel
A faixa muito ampla de intensidades e o fato de incrementos iguais de
sensação sonora necessitarem de excitação exponencial forçaram a simplificação
dos cálculos e manipulações dos dados sonoros. Assim, adotou-se uma função
logarítmica definindo a intensidade da sensação auditiva, resultando no nível sonoro
de intensidade ou no nível sonoro de pressão, medidos em decibel (dB) (AMORIM &
LICARIÃO, 2005). A escala decibel começa em 0 dB, que corresponde ao limite mais baixo da
audibilidade humana, com uma frequência de 3000 Hz. A escala decibel varia entre
0 e 160 dB, de forma que a 160 dB ocorre a perfuração instantânea da membrana
do tímpano.
14
O valor de 130 dB corresponde ao limite superior da audição humana por ser
o nível sonoro máximo a partir do qual, um som com a frequência de 20000 Hz,
pode causar danos à saúde, sendo assim o limiar da dor. Cabe destacar que o valor
do limiar da dor varia com a frequência, sendo igual a 120 dB para frequências
entre 500 e 1.000 Hz.
O limite máximo e o limite mínimo de audibilidade variam de pessoa para
pessoa. A Figura 2 ilustra os sons que o ouvido humano consegue captar:
Figura 2: Faixa média do nível de som para os humanos
Fonte: http://www.yduka.com, 2014
Caso fosse necessário medir uma magnitude P entre o seu valor inferior, 20
µPa (micro Pascal) ao seu valor superior 20.000.000 µPa, o resultado seria uma
escala com valores intratáveis. Por isso recorre-se a fórmula a seguir para comparar
o valor a medir P com o limite de audição (20 µPa):
𝑁𝑃𝑆 (𝑁í𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑒 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑆𝑜𝑛𝑜𝑟𝑎) = 20 𝑙𝑜𝑔 !!" [𝑑𝐵] eq.[5]
Substituindo P por 20 µPa, encontra-se o valor mínimo do limite da audição:
𝑁𝑃𝑆 = 20 𝑙𝑜𝑔 !"!" = 20 𝑙𝑜𝑔 1 = 0 𝑑𝐵 eq.[6]
Substituindo P por 20 x 106 µPa, encontra-se o limiar da dor:
𝑁𝑃𝑆 = 20 𝑙𝑜𝑔 !" ! !"!
!" = 20 𝑥 6 = 120 𝑑𝐵 eq.[7]
15
A escala em dB aproxima-se muito mais à percepção humana do som, já que
o ouvido reage melhor a proporção de mudança de nível que aos incrementos de
mudança, pressões em P ou potências em W.
A escala da esquerda da Figura 3 mostra os valores de pressão em Pa
(Pascal) entre os limites de audição e de dor e os seus correspondentes em dB. Os
desenhos ilustram diversos exemplos de situações que produzem um ruído
aproximado ao da escala.
Figura 3: Níveis sonoros em µPa e seus valores correspondentes em dB
Fonte: http://www.solerpalau.pt, 2014
16
2.5 Fenômenos relativos a propagação do som
Quando as ondas sonoras encontram a superfície de separação de dois
meios, podem ocorrer vários fenômenos, dentre eles a reflexão do som, a absorção
do som no material de que é feita a superfície de separação, a refração e a
transmissão do som de um meio para outro, como visto na Figura 4:
Figura 4: Condições de transmissão sonora
Fonte: http://www.yduka.com, 2014
2.5.1 Fenômeno de Reflexão
As ondas sonoras incidentes numa parede, se esta for perfeita, ou seja,
pesada, indeformável, plana e lisa, sofrem reflexão. Este fenômeno se caracteriza
pela permanência da energia sonora no ambiente (bate e volta) (GREVEN et al.,
2006).
A reflexão do som acontece com inversão de fase, mas mantém a mesma
velocidade de propagação, mesma frequência e o mesmo comprimento de onda do
som incidente.
Quando uma pessoa emite um som em direção a um obstáculo, este som é
ouvido no momento da emissão (som direto) e no momento em que o som
refletido pelo obstáculo retorna a ele. Souza et al. (2003) descreve que o
comportamento do som sobre uma superfície assemelha-se ao da luz, desde que
considerado que os comprimentos de ondas sonoras são, relativamente, menores
17
que os da luz. Assim, na maioria das vezes, o som que nosso ouvido percebe é a
composição do som direto e as subsequentes reflexões sofridas pela onda sonora
em um ambiente. Dessa maneira, as diversas reflexões reforçam o som direto.
Para efeito de representação, se substituídas as ondas sonoras por raios
sonoros, do mesmo modo que para a luz, o raio sonoro refletido tem seu ângulo em
relação à superfície igual ao de incidência, como se sua origem fosse sua imagem
em um espelho. Para que a reflexão sonora ocorra, é necessário que o espelho
acústico tenha sua superfície maior que o comprimento de onda do som emitido
(SOUZA et al., 2003).
Os sons de alta frequência tendem a sofrer reflexões mais comumente de
que os de baixa frequência pois possuem comprimentos de onda menores, se
comparados às superfícies arquitetônicas. Dessa forma, um som de alta frequência
é facilmente refletido por pequenos objetos, provocando sombras acústicas nas
regiões imediatamente posteriores a esses objetos.
A reflexão do som pode dar origem à reverberação e eco, dependendo do
intervalo de tempo entre a percepção do som direto e do refletido. O ouvido humano
só consegue distinguir dois sons que chegam a ele com um intervalo de tempo
superior a um décimo de segundo (0,1 s).
2.5.1.1 Fenômeno do Eco
O eco caracteriza-se quando o som refletido chega ao ouvido após 0,1s, logo
pode-se perceber distintamente o som emitido e o som refletido. Normalmente pode-
se perceber o eco em locais onde há algum objeto muito grande e maciço, como
uma parede, uma montanha ou uma caverna.
No intervalo de tempo de 0,1 s, a distância total que o som percorre no ar é
de 34 m, assumindo que a velocidade do som é igual a 340 m/s. Como as ondas
sonoras efetuam duas vezes o mesmo percurso, a distância entre a superfície de
reflexão do som e a fonte sonora é de apenas 17 m. Então, a distância mínima à
qual a superfície de reflexão do som deve se situar para que ocorra eco é de 17
metros.
O eco tem diversas aplicações tecnológicas, como no exame de ultrassom
utilizado para estudar estruturas internas de organismo humano. Ele também é
usado para medir a que distância se está de uma montanha, por exemplo: mede-se
o tempo de ida e volta de um som e multiplica-se esse tempo pela velocidade do
som no ar. A distância é a metade desse valor, pois o som precisa ir e retornar.
18
2.5.1.2 Fenômeno de Reverberação
Quando o som refletido chega ao ouvido em um intervalo de tempo menor
que 0,1 s, ele retorna antes da extinção do som original, ocorrendo o reforço do som
emitido. Esse fenômeno é chamado de reverberação pois o intervalo de tempo não
é suficiente para se distinguir o som refletido do original.
As igrejas antigas, construídas com pedras, são um exemplo da
reverberação do som pois o som reflete várias vezes entre as paredes, fazendo com
que o som original seja acompanhado de uma sequência de ecos que vão se
atenuando à medida que o som é absorvido pelas paredes. Muitos concertos
musicais são feitos dentro de igrejas em razão dessas características acústicas.
Existe uma unidade comparativa para medir a reverberação, definida como o
tempo necessário para um som diminuir sua intensidade à milionésima parte a partir
do momento em que cessa a fonte sonora. Esse decréscimo corresponde a uma
redução de 60 dB, como pode ser visto na Figura 5.
Figura 5: Tempo de reverberação do som
Fonte: Greven et al., 2006
Segundo Greven et al., 2006, a reverberação incide de três modos na
distribuição do som no ambiente: o espectro do som reverberante não coincide com
o espectro do som direto em virtude da absorção nos diferentes materiais de
construção ser seletiva com relação à frequência; a distribuição espacial do som não
é homogênea uma vez que os materiais absorventes não estão distribuídos
homogeneamente no ambiente (por exemplo, concentrados nas paredes) e o som
reverberante persiste um certo tempo no local, depois da supressão da fonte sonora.
17
2 . R U Í D O S A É R E O S N O S A M B I E N T E S C O N S T R U Í D O S
As fontes de ruído são classificadas como “exteriores” e “interiores”. As fontesde ruído exteriores mais intensas no nosso dia-a-dia são principalmente asprovenientes de turbinas de aviões, tráfego ferroviário, máquinas usadas naconstrução civil e indústrias quando não confinadas em zonas específicas. Asfontes de ruídos interiores que maior influência têm em prédios de utilizaçãocoletiva são provenientes de aparelhos sonoros, máquinas e equipamentosespecíficos de uso doméstico e impactos contra pisos.
2 . 1 R E F L E X Ã O D O S O MAs ondas sonoras incidentes numa parede, se esta for perfeita, ou seja,pesada, indeformável, plana e lisa, sofrem reflexão. Este fenômeno secaracteriza pela permanência da energia sonora no ambiente (bate e volta).
2 . 2 R E V E R B E R A Ç Ã O D O S O MA existência de paredes de fechamento de um ambiente construído dáorigem a sons refletidos que caracterizam o fenômeno chamado dereverberação. Existe uma unidade comparativa para medir a reverberação,definida como o tempo necessário para um som diminuir sua intensidadeà milionésima parte a partir do momento em que cessa a fonte sonora. Essedecréscimo corresponde a uma redução de 60 dB.
FIGURA 7 - Tempo de reverberação
Nível sonoro (dB)
Tempo de reverberaçãoTempo (s)
60 d
B
Tr
19
A terceira característica é a mais significativa para o tratamento acústico do
espaço arquitetônico. A percepção do som é perturbada caso a reverberação
persista por muito tempo após a supressão do som direto. O ajuste do tempo de
reverberação de uma sala dentro do intervalo de valores, para cada frequência, é
condição indispensável para se conseguir uma boa acústica da mesma.
Caso o som desapareça imediatamente após a supressão da fonte acústica,
a audição em pontos afastados da fonte será dificultada, além de prejudicar a
percepção de alguns tipos especiais de fontes sonoras. Por exemplo, grandes
orquestras precisam de um certo tempo de reverberação para que ocorra a fusão
dos sons dos vários instrumentos.
2.5.2 Fenômeno da Refração
A refração do som também obedece às leis da refração ondulatória. A
refração ocorre quando o som passa de um meio material para outro com índice de
refração diferente, causando a variação da velocidade de propagação e a variação
do comprimento de onda, mas nunca a variação da frequência, pois se trata de uma
característica da fonte que está emitindo a onda. A refração está ilustrada na
Figura 6.
Figura 6: Refração do som
Fonte: http://www.yduka.com, 2014
20
A amplitude da onda sonora varia com a refração, podendo-se verificar a
atenuação ou amplificação da onda sonora. A refração também pode ser verificada
quando a temperatura do meio varia no espaço.
Por exemplo, nos dias quentes, a temperatura do ar diminui à medida que se
afasta do solo. A refração do som, através das sucessivas camadas de ar, tende a
desviá-lo para cima. Assim, diminui a sua audição em zonas distantes da fonte ao
nível do solo. Em dias frios, ou ao entardecer, o som refrata-se para baixo, o
que facilita a audição em locais mais afastados da fonte ao nível do solo.
2.5.3 Fenômeno de Absorção
Nenhuma parede é perfeitamente refletora das ondas sonoras e, portanto,
uma parcela da energia incidente é absorvida pelo material constituinte da parede.
Esta propriedade designa-se por absorção do som, que reduz a reflexão das ondas
sonoras em um mesmo ambiente, ou seja, reduz e/ou elimina o tempo de
reverberação nesse ambiente.
A absorção é responsável pelo decaimento da energia sonora. A energia
absorvida pode ser transformada em outros tipos de energia (principalmente
térmica), produzir nova fonte sonora no material incidente, ou refratar o som para o
terceiro (energia transmitida).
A absorção sonora pode ser detectada no dia a dia, através da atenuação
acústica. Nesse processo ocorre dissipação de energia da onda incidente, conforme
Figura 7.
Figura 7: Dissipação de energia pela absorção sonora
Fonte: http://www.yduka.com, 2014
21
A absorção sonora dos materiais é nitidamente percebida quando, por
exemplo, distribui-se móveis em um ambiente. Enquanto com o ambiente vazio
pode-se notar reflexões excessivas, tornando o som confuso, com o ambiente
ocupado por móveis essas reflexões passam a ser absorvidas por eles, facilitando a
inteligibilidade sonora (SOUZA et al., 2003).
A reflexão do som não é total, ou seja, sempre há uma parte do som que é
absorvida ou transmitida. Isso depende das características acústicas dos materiais
constituintes das superfícies de separação dos meios. Alguns materiais como a lã de
vidro, a cortiça e a espuma acústica são excelentes materiais para absorver o som,
sendo muito utilizados como isolantes acústicos na construção civil.
Os materiais de construção são seletivos quanto às frequências de sons que
absorvem. É possível otimizar e/ou corrigir os tempos de reverberação de ambientes
construídos ao se conhecer as características de emissão e absorção da fonte
sonora e dos materiais de construção.
2.5.4 Fenômeno de Transmissão
A transmissão do som é possível porque a maioria deles nos alcança em
razão da influência do ar, ou seja, o ar age como agente transmissor 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.
Os sons não se propagam no vácuo pelo fato de exigirem um meio material
afim de que sua propagação aconteça. A transmissão do som é melhor nos sólidos
que nos líquidos, e nos líquidos é melhor que nos gases.
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 (GREVEN et al.,
2006).
22
2.5.5 Fenômeno de Difração
Um outro fenômeno relativo às mudanças que ocorrem nas ondas é
a difração, que é a propriedade que as ondas têm de contornar obstáculos e que
depende do comprimento da onda que está se propagando. Quanto maior o
comprimento da onda, mais fácil será sua difração, já que em alguns casos de
ondas muito pequenas elas provavelmente não conseguirão se difratar.
Através da razão entre o comprimento de onda e a largura do obstáculo
pode-se calcular o grau de difração r de uma onda específica:
𝑟 = 𝜆 𝑑 eq.[8]
Onde:
𝜆 é o comprimento de onda
d é a largura do obstáculo
Quanto maior for a razão, maior será a extensão da curva de difração. Um
exemplo desse fenômeno é o fato de se ouvir atrás da porta quando uma pessoa
fala do outro lado dela. Além disso é aplicado nas montagens de sistemas de alto-
falantes.
2.6 Desempenho Acústico
Souza et al., 2003, descreve que a acústica só se torna um dado de projeto a
partir do momento em que se entende o que é o fenômeno chamado som e como
ele se propaga, pois este é um conhecimento elementar para promover a qualidade
acústica do ambiente.
No Procel Edifica, 2011, o desempenho acústico das edificações depende,
basicamente, de dois fenômenos acústicos, independentes e que devem ser
estudados separadamente: a absorção e a transmissão sonora.
A absorção sonora é determinante da qualidade acústica interna do local
analisado, onde a fonte e receptor encontram-se no mesmo ambiente. Já a
transmissão sonora é determinante do nível de ruído que se transmite através de
esquadrias, paredes, lajes e forros, onde a fonte e receptor encontram-se em
ambientes distintos (PROCEL EDIFICA, 2011).
23
A diferença entre esses fenômenos é apresentado no Quadro 2.
Quadro 2: Absorção X Transmissão
ACÚSTICA DE EDIFICAÇÕES
FENÔMENOS ABSORÇÃO TRANSMISSÃO
FONTE E RECEPTOR Mesmo ambiente Ambiente diferente
FORMA DE ATUAR Condicionamento
Acústico
Isolamento Acústico:
- ruído aéreo
- ruído estrutural
PARÂMETROS
Tempo de
reverberação
Inteligibilidade
Nível de Pressão Sonora
NPS (dB ou dBA)
CONTROLE
Materiais de
Revestimento e
Geometria
Lei de Massa
Lei de Massa-Mola-Massa
Fonte: Procel Edifica, 2011
As principais causas de desconforto acústico em uma edificação são os
ruídos externos e os ruídos internos. Para solucionar esse problema é necessário o
uso de sistemas e materiais destinados a isolação acústica, minimizando assim a
propagação desses ruídos.
A exigência de desempenho acústico varia de acordo com o tipo de
edificação (residencial, comercial ou industrial), o local (urbano, rural, com e sem
tráfego intenso de veículos e caminhões ou próximos a aeroportos) e a necessidade
e sensibilidade ao controle de ruídos das pessoas que convivem dentro e ao redor
da edificação considerada. Nesse sentido, cada projeto deve ser elaborado em
função da qualidade acústica requerida, buscando, ao mesmo tempo, satisfazer da
melhor forma possível as necessidades estéticas, decorativas e funcionais de
arquitetura (LUCA, 2011).
2.6.1 Isolamento acústico Quando uma onda sonora transmitida pelo ar incide sobre uma parede, parte
do som é refletida e parte é transmitida à parede. A energia incidente faz com que a
parede entre em vibração, fazendo com que uma parte da energia seja dissipada
24
como calor, e outra parte seja transmitida como som ao outro lado da parede,
propagando-se pelo ar do outro ambiente (PROCEL EDIFICA, 2011).
O isolamento acústico/sonoro se refere à capacidade de certos materiais
formarem uma barreira, impedindo que a onda sonora passe de um ambiente a
outro. Nestes casos se deseja impedir que o som (ruído) alcance o homem
(GREVEN et al., 2006).
Segundo Souza et al., 2003, os ruídos existentes em um ambiente são
decorrentes das atividades internas e externas à edificação. As fontes de ruído
determinam conjuntamente um nível sonoro mínimo nos ambientes internos e
externos, denominado ruído de fundo.
Além de o ruído ser transmitido pelas paredes e tetos, também é transmitido
por pequenas frestas em esquadrias, divisórias e instalações. A transmissão pelos
flancos é difícil de equacionar e deve ser considerada. Dutos de ar condicionado ou
ventilação, pisos elevados e forros rebaixados são canais de transmissão de ruídos
que requerem cuidados especiais (PROCEL EDIFICA, 2011).
Para fazer um isolamento acústico de um ambiente, deve-se ter em mente
um princípio básico do isolamento acústico, a Lei da Massa, onde quanto mais
pesado, mais denso o material, melhor o isolamento. Essa lei pode ser expressa
matematicamente como:
𝑅! ≅ 10 𝑙𝑜𝑔 (𝑓 ∗𝑚)! eq.[9]
Onde:
Rw = índice de redução sonora
f = frequência
m = massa.
De forma objetiva ela nos diz que para uma frequência constante o
isolamento aumenta 6 decibéis (dB) quando se duplica a massa de uma partição.
Analogamente, para uma massa fixa, o isolamento cresce 6 dB ao duplicar a
frequência do som. Na prática observa-se que o isolamento é um pouco inferior por
levar em conta as imperfeições das construções e outros mecanismos de
transmissão existentes em situações reais. Dessa forma, recomenda-se considerar
4 dB de redução (AMORIM & LICARIÃO, 2005). Isto deixa bem evidente que paredes leves não são recomendadas para
impedir a transmissão do som, pois ao vibrar elas se tornam fontes secundárias de
25
som. As paredes devem ser suficientemente pesadas, pois quanto maior for a
massa, mais dificilmente entrarão em vibração (GREVEN et al., 2006).
Para evitar a reverberação excessiva, deve-se fazer uso de materiais
absorventes, porosos e elásticos, que impeçam a reflexão sonora; mas, para evitar a
transmissão, é necessário que se faça uso de materiais com elevada massa, que
dissipem a energia, sem vibrar com ela (PROCEL EDIFICA, 2011).
Segundo Amorim e Licarião, 2005, um projeto de isolamento ou controle de
som/ruído inicia-se no planejamento, considerando a localização e classificação do
som; os níveis sonoros adequados às diferentes situações, horários e locais e o
custo com opções técnicas para reduzir a utilização de materiais isolantes.
Em locais onde não é possível isolar o ruído, por exemplo, máquinas nos
ambientes industriais, cabines de pedágio em estradas, pessoal de pista em
aeroportos e operários da construção civil que operam máquinas barulhentas, a
utilização de Equipamentos de Proteção Individual é fundamental para a
conservação auditiva. O uso de protetores auriculares está regulamentado pelo
Ministério do Trabalho, podendo ser interno de espuma, interno de silicone, ou
externo tipo concha (PROCEL EDIFICA, 2011).
2.6.1.1 Isolamento de ruídos aéreos
O isolamento aéreo trata-se da propagação dos ruídos no ar, como por
exemplo conversas e o som da TV. Por isso, devem-se usar materiais pesados e
densos, de forma que a necessidade de isolamento depende da frequência do som
incidente e das características do sistema construtivo.
O isolamento acústico dos ruídos aéreos urbanos é alcançado tanto por meio
do distanciamento entre fonte e receptor, promovendo-se, assim, a queda da
intensidade por causa da distância, como por meio do tratamento acústico da fonte,
do meio ou do receptor, para que a queda seja promovida por meio de barreiras
acústicas (SOUZA et al., 2003).
A lei de massa indica que, se é preciso um grande isolamento, é necessário
aumentar consideravelmente o peso do fechamento. Obviamente, isto tem limites,
fazendo-se necessário procurar outros sistemas. O mais usual é a chamada parede
dupla. O isolamento produzido por estas é entre 5 e 10 dB superior ao produzido por
uma parede simples do mesmo peso.
Alguns materiais são bons isoladores sonoros, sendo bastante utilizados na
construção civil como a lã de vidro, cortiça, espuma acústica, borracha, fibra Kenaf e
26
o cimento acústico. Atualmente tem aumentado a utilização de painéis isolantes
naturais, feitos de tecidos reciclados, de poliéster, lã de madeira ou fibras naturais. A
aplicação desses materiais depende da natureza da construção e do nível de
isolamento acústico protendido.
2.6.1.2 Isolamento de ruídos de impacto
O isolamento de impacto trata-se dos ruídos que se propagam nos sólidos e
utilizam-se materiais elásticos e duráveis. O peso das máquinas deve ser
considerado para que não compacte o material isolante, ocorrendo a perda das
características isolantes. Em uma edificação, os elementos mais suscetíveis à ação de uma força de
impacto ou vibração são as lajes entre pavimentos. A sonoridade que tais impactos
ocasionam no local contíguo dependerá da construção do piso e, especialmente, de
sua superfície.
Uma forma de se reduzir os efeitos do ruído de impacto é aumentando a
espessura da laje, porém este método se torna inviável visto que o ganho de
isolamento é de apenas 1 dB a cada aumento de 1 cm na espessura da laje. Assim,
se torna necessário a aplicação de métodos alternativos de isolamento.
A utilização de forrações com materiais macios como tapetes espessos e
carpetes em cima da laje atenuam os ruídos de impacto, porém tem o inconveniente
de depender do gosto particular do morador e por vezes impossibilitar o controle do
ruído. A Figura 8 ilustra um esquema de piso com forração.
Figura 8: Esquema de piso com forração
Fonte: Litwinczik, 2012
27
A Tabela 3 apresenta quantos decibéis cada tipo de forração pode atenuar:
Tabela 3: Atenuação sonora de pisos revestidos
REVESTIMENTO DE PISO ATENUAÇÃO SONORA
Borracha 2 a 13 dB
Laminado sintético 1 a 3 dB
Carpete 7 a 27 dB
Carpete com base isolante 33 a 39 dB
* Dados obtidos para uso em laje de concreto armado com 12 cm de espessura
Fonte: Litwinczik, 2012
Como tais acabamentos não são sempre possíveis ou suficientes, às vezes é
necessário tratar a própria construção do piso: uma separação estrita e hermética
entre as superfícies do piso e do teto imediatamente inferior, através de estruturas
independentes ou, o que é mais comum, com o chamado piso flutuante.
A utilização de forro falso no ambiente de recepção do ruído funciona como
um método eficiente para barreira ao ruído aéreo, porém é ineficaz quanto ao ruído
estrutural, pois não impede a transmissão indireta pelas paredes verticais
(LITWINCZIK, 2012).
O piso flutuante é o método mais eficiente, pois controla o ruído na fonte do
ruído, independente do uso ou não de tapetes e carpetes além de barrar a
transmissão indireta do ruído estrutural pelas paredes. Ele consiste em uma laje de
concreto (ou um piso de tábuas de madeira) apoiada numa capa de material flexível
como lã de vidro, isopor ou borracha, que por sua vez se apoia na laje estrutural. A
Figura 9 ilustra o esquema de um piso flutuante.
Figura 9: Esquema de piso flutuante
Fonte: Hax, 2002 apud Pedroso, 2007
28
A Figura 10 compara as curvas típicas de isolamento ao ruído de impacto.
Figura 10: Curvas típicas de isolamento de ruído de impacto
Fonte: Sanches & Senchermes, 1982 apud Pedroso, 2007
2.7 Norma de desempenho
Depois de décadas de baixo investimento em infraestrutura e em habitação,
o país reencontrou sua rota de progresso na construção civil. Com a evolução
tecnológica e a busca incessante por redução de custos, todos os setores industriais
brasileiros tiveram que se adequar a essa realidade, e na construção civil não foi
diferente. Para tanto, o desafio é promover condições de viabilidade para
investimentos em máquinas, processos produtivos e qualificação de mão de obra;
com vista à sustentabilidade da indústria da construção civil (CBIC, 2013).
Nesse quadro de mudanças foram desenvolvidos os textos da normalização
brasileira de desempenho de habitações. Previsto para entrar em vigor em março de
2010, o texto original apresentava algumas exigências aquém das expectativas da
sociedade, e outras com certa dissonância em relação à atual capacidade
econômica do país.
Assim, a Câmara Brasileira da Indústria da Construção - CBIC solicitou à
Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT a revisão da norma, que ficou
sob debate entre 2010 e 2012. Em 19 de julho de 2013 a NBR 15575 - "Edificações
habitacionais - Desempenho" entrou em oficialmente em vigor, se tornando um
marco para a modernização da construção brasileira e para a melhoria da qualidade
das edificações.
29
A norma NBR 15575 foi redigida segundo modelos internacionais de
normalização de desempenho. Assim, são apresentados os requisitos e critérios de
desempenho e seus respectivos métodos de avaliação para cada necessidade do
usuário e condição de exposição. A norma é divida em seis partes, conforme
Quadro 3.
Quadro 3: Divisões da NBR 15575
Parte 1 Requisitos gerais
Parte 2 Requisitos para os sistemas estruturais
Parte 3 Requisitos para os sistemas de pisos
Parte 4 Requisitos para os sistemas de vedações verticais internas
e externas
Parte 5 Requisitos para os sistemas de coberturas
Parte 6 Requisitos para os sistemas hidrossanitários
Fonte: Autor, 2014
A norma é estruturada e subdividida por elementos da construção,
apresentando uma série de exigências para avaliação de desempenho de uma
edificação. Para isso, têm-se as seguintes categorias, apresentadas pelo Quadro 4.
30
Quadro 4: Estrutura da NBR 15575
CATEGORIA REQUISITO
Desempenho Estrutural Controle estrutural; problemas de fissuração e outras falhas.
Segurança contra incêndio
Dificultar o princípio de incêndio; facilitar a fuga, caso ocorra o incêndio; dificultar a
inflamação generalizada; dificultar a inflamação generalizada; dificultar a
propagação; segurança estrutural; sistema de extinção e sinalização de incêndio.
Segurança no uso e na operação Segurança na utilização do imóvel; segurança das instalações.
Estanqueidade Estanqueidade a fontes de umidade externas
à edificação; estanqueidade a fontes de umidade internas à edificação.
Desempenho térmico
Medições conforme o método de ensaio preferencialmente normatizado específico para
o material. Além disso, destaca-se que critérios de desempenho foram estabelecidos
com base em condições naturais de insolação, ventilação e outras.
Desempenho acústico Isolamento acústico de vedações externas; isolamento acústico entre ambientes; ruídos
por impactos e ruídos de equipamentos. Desempenho lumínico Iluminação natural; iluminação artificial.
Durabilidade e manutenibilidade Durabilidade do edifício e dos sistemas que o compõem; manutenibilidade do edifício e de
seus sistemas.
Saúde, higiene e qualidade do ar Proliferação de microrganismos; Poluentes na atmosfera interna à habitação.
Funcionalidade e acessibilidade Dimensões mínimas e organização funcional dos espaços; adequação para portadores de
deficiências.
Conforto tátil e antropodinâmico
As partes da edificação não devem apresentar irregularidades que possam prejudicar o
caminhar, apoiar, limpar, brincar e demais atividades. Quanto ao dispositivo de manobra,
como portas, janelas, torneiras, a força necessária para o seu acionamento não
deverá exceder 10N e seu torque não deverá exceder 20Nm.
Adequação ambiental
Os empreendimentos devem ser projetados e construídos visando o mínimo de interferência no meio. Deve-se privilegiar o uso de materiais
que causem menor impacto ambiental, madeiras certificadas, implementar sistema de
gestão de resíduos, possibilitar o reuso da água, minimizar o consumo de energia, entre
outros. Fonte: Moramay, 2011 apud Martins, 2014
31
A NBR 15575 estipula critérios para a atenuação acústica dos ruídos de
impactos aplicados às lajes de piso e para a isolação ao som aéreo dos pisos e do
envelope da construção (fachadas e coberturas). Considera ainda a necessidade de
isolação acústica de paredes de geminação entre unidades autônomas e de paredes
divisórias entre áreas privativas e áreas comuns nas edificações multifamiliares. Na
presente versão da norma, não são estabelecidos limites para a isolação acústica
entre cômodos de uma mesma unidade (CBIC, 2013).
Como o presente trabalho é voltado para o isolamento acústico do sistema
de pisos, os itens a seguir se limitarão a esse tema.
2.7.1 Desempenho acústico de pisos
A parte 3 da NBR 15575 - Requisitos para os sistemas de pisos internos -
apresenta os requisitos e critérios para a verificação do isolamento acústico do
sistema de piso entre unidades autônomas. Para o sistema de pisos são
considerados o isolamento de ruído de impacto no sistema de piso e o isolamento
de ruído aéreo, de forma que os valores normativos são obtidos por meio de ensaios
realizados em campo para o sistema construtivo.
A critério de avaliação, utiliza-se o método de engenharia ou o método
simplificado. O método de engenharia avalia dois tipos de ruídos sonoros:
isolamento de ruído de impacto e de ruído aéreo.
Segundo a NBR 15575, 2013, o isolamento de ruído de impacto padronizado
em sistema de pisos determina, em campo, de forma rigorosa, o nível de pressão
sonora de impacto padronizado em sistema de piso entre unidades autônomas,
caracterizando de forma direta o comportamento acústico do sistema. O método é
descrito na ISO 140-7. O isolamento de ruído aéreo de sistema de pisos determina, em campo, de
forma rigorosa, o isolamento sonoro de ruído aéreo entre unidades autônomas e
entre uma unidade e áreas comuns, caracterizando de forma direta o
comportamento acústico do sistema. O método é descrito na ISO 140-4 (NBR
15575, 2013). Já o método simplificado permite obter uma estimativa do isolamento sonoro
de ruído aéreo e o nível de pressão sonora de impacto padronizado em sistema de
piso, em situações onde não se dispõe de instrumentação necessária para medir o
tempo de reverberação, ou quando as condições de ruído ambiente não permitem
obter este parâmetro. O método simplificado é descrito na ISO 10052 (NBR 15575,
2013).
32
A norma estabelece os níveis mínimos (M) de desempenho, para cada
requisito, que devem ser atendidos. Porém, há também níveis de desempenho
intermediários (I) e superiores (S) citados na norma que não são obrigatórios mas,
caso atendidos, podem significar uma melhor qualidade da edificação.
2.7.1.1 Requisitos referentes ao isolamento de ruídos de impacto
O Quadro 5 apresenta os requisitos e critérios referentes ao ruído de
impacto. Quadro 5: Requisitos e critérios – Ruído de Impacto
ISOLAMENTO DE RUÍDO DE IMPACTO
Requisito Atenuar a passagem de som resultante de ruídos de impacto (caminhamento, queda de objetos e outros) entre unidades habitacionais.
Critério Nível de pressão sonora de impacto padronizado ponderado, L’nT,w, proporcionado pelo entrepiso conforme indicado na Tabela 4
Fonte: NBR 15575, 2013
A Tabela 4 apresenta os critérios e níveis de pressão sonora de impacto
padronizado ponderado, de acordo com o nível de desempenho.
Tabela 4: Critério e nível de pressão sonora de impacto padronizado ponderado, L’nT,w
ELEMENTO L’nT,w NÍVEL DE
DESEMPENHO dB
Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas posicionadas em pavimentos distintos
66 a 80 M 55 a 65 I ≤ 55 S
Sistema de piso de áreas de uso coletivo (atividades de lazer e esportivas, tais como home theater, salas de ginástica, salão de festas, salão de jogos, banheiros e vestiários coletivos, cozinhas e lavanderias coletivas) sobre unidades habitacionais autônomas
51 a 55 M
46 a 50 I
≤ 45 S
Fonte: NBR 15575, 2013
Para o ruído de impacto, quanto menor o valor apresentado como índice de
isolamento, melhor o desempenho. O resultado apresentado indica o nível de
pressão sonora que está sendo ouvido no ambiente, ou seja, o valor é referente ao
ruído dentro do espaço construído devido às propagações diretas e indiretas.
33
2.7.1.2 Requisitos referentes ao isolamento de ruídos aéreos
O Quadro 6 apresenta os requisitos e critérios referentes ao isolamento de
ruído aéreo dos pisos entre unidades habitacionais.
Quadro 6: Requisitos e critérios – Isolamento de Ruído Aéreo dos Pisos Entre Unidades Habitacionais
ISOLAMENTO DE RUÍDO AÉREO
Requisito Atenuar a passagem de som aéreo de ruídos de uso normal (fala, TV, conversas, música) e uso eventual (áreas comuns, áreas de uso coletivo)
Critério Diferença padronizada de nível ponderada entre ambientes (DnT,w) conforme indicado na Tabela 5
Fonte: NBR 15575, 2013
A Tabela 5 apresenta os critérios de diferença padronizada de nível
ponderada, de acordo com o nível de desempenho.
Tabela 5: Critérios de diferença padronizada de nível ponderada, DnT,w
ELEMENTO DnT'w NÍVEL DE
DESEMPENHO dB Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas de áreas em que um dos recintos seja dormitório
45 a 49 M 50 a 54 I ≥ 55 S
Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas de áreas comuns de trânsito eventual, tais como corredores e escadaria nos pavimentos, bem como em pavimentos distintos
40 a 44 M
45 a 49 I
≥ 50 S
Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas de áreas comuns de uso coletivo, para atividades de lazer e esportivas, tais como home theater, salas de ginástica, salão de festas, salão de jogos, banheiros e vestiários coletivos, cozinhas e lavanderias coletivas
45 a 49 M
50 a 54 I
≥ 55 S
Fonte: NBR 15575, 2013
De uma forma simples diz-se que, para o isolamento de ruído aéreo, quanto
maior o índice de isolamento apresentado pelo material melhor o resultado obtido
em termos de isolamento acústico. Neste caso mede-se o quanto a partição é capaz
de isolar, ou seja, o valor apresentado é relativo ao sistema.
34
2.7.2 Requisitos de isolamento acústico de pisos em outros países
Apesar dos requisitos para desempenho acústico em pisos serem recentes
no Brasil, vários países europeus já adotam critérios para o isolamento acústico de
ruídos de impacto e aéreos, conforme Tabela 6.
Tabela 6: Diferença padronizada de nível ponderada, DnT,w e nível de pressão sonora de impacto
padronizado ponderado, L’nT,w , em outros países
PAÍS AÉREO IMPACTO
DnT'w L’nT,w
Alemanha 54 53
Áustria 54 50
Bélgica 54 60
Espanha CTE 50 65
Espanha NBE 45 80
Finlândia 56 53
França 53 60
Grécia 50 64
Holanda 56 61
Itália 51 63
Polônia 52 58
Portugal 51 60
Reino Unido 51 62
Fonte: Rodriguez, 2013
Comparando os requisitos europeus com os brasileiros, é possível verificar
que a NBR 15575 é menos rígida que as normas dos outros países. Enquanto o
requisito para ruídos aéreos segundo a norma deve ser maior ou igual a 45 dB, a
maioria dos países europeus exigem DnT,w acima de 50 dB. Já para o ruído de
impacto, a norma brasileira exige L’nT,w menor que 80 dB enquanto as europeias
exigem, na sua maioria, índices menores que 65dB.
35
3 Elaboração do procedimento experimental para medição do isolamento acústico em sistemas de pisos
O procedimento experimental foi elaborado por um grupo de alunos da
Universidade Federal do Rio de Janeiro em um Projeto de Iniciação Científica (PIC).
Esse projeto contou com o apoio da Empresa X e do Laboratório de Acústica e
Vibrações (LAVI) da UFRJ.
O projeto iniciou-se com o desenvolvimento do tema a partir da leitura de
documentos, normas, artigos e livros. Como a NBR 15575 estava sendo revisada
para posterior publicação, o grupo focou o estudo no capítulo 12 que fala sobre
Desempenho Acústico. O desempenho acústico é relevante para os sistemas de
vedações verticais internas e externas, pisos, coberturas e hidrossanitários.
Como os requisitos e procedimentos de medição de cada sistema são
diferentes, é necessário estudar cada sistema separadamente. Assim, optou-se por
estudar a parte 4 da norma - Sistemas de vedações verticais internas e externas - e
posteriormente foi elaborado um procedimento de medição para analisar o
desempenho acústico de vedações verticais internas. Com o objetivo de aplicar o
procedimento, foram realizadas medições in loco em unidades habitacionais da
Empresa X, possibilitando análise ao atendimento a norma.
Após um ano a parte 3 da norma entrou em discussão: Requisitos para os
sistemas de pisos internos. Assim como feito para a parte 4 da norma, foi elaborado
um procedimento experimental de isolamento acústico de sistemas de pisos entre
unidades autônomas e foram realizadas medições in loco em unidades habitacionais
da Empresa X.
O procedimento foi elaborado baseando-se na ISO 140-7:1998 - Acoustics -
Measurement of sound insulation in buildings and of building elements e na NBR
15575-3:2013 - Edificações habitacionais – Desempenho: Requisitos para os
sistemas de pisos internos. A NBR 15575 sugere os métodos de cálculo, indicando
as normas que descrevem o método escolhido, no caso desse procedimento, a ISO
140-7. Além disso, a NBR 15575 apresenta os requisitos e critérios para a
verificação do isolamento acústico do sistema de piso entre unidades autônomas. Este procedimento especifica o método para medir o isolamento acústico por
impacto em pisos utilizando-se a tapping machine, sendo os ruídos sonoros medidos
em bandas de 1/3 de oitava. O método é aplicável para pisos com ou sem
36
revestimento. Nele será apresentado os equipamentos necessários para realizar a
medição e a calibração dos mesmos; a forma de geração e captura do som; a
posição dos microfones utilizados para capturar o som gerado; a faixa de frequência
das medições; o método de medição do tempo de reverberação; a correção do ruído
de fundo e a forma de expressão dos resultados.
São também apresentados os requisitos acústicos desejáveis para os
sistemas de pisos de acordo com a NBR 15575-3:2013, permitindo assim uma
análise do desempenho acústico dos pisos em questão.
O procedimento experimental de isolamento acústico do sistema de pisos
que foi enviado à empresa X segue no Anexo 1 no final deste trabalho.
3.1 Definições das variáveis utilizadas
A fim de um maior entendimento sobre a parte técnica da acústica, serão
definidas as variáveis utilizadas na medição.
3.1.1 Nível médio de pressão sonora em um ambiente (L)
É uma medida logarítmica da pressão sonora efetiva de um som em relação
ao valor de referência medido em um ambiente. Ele é medido em decibéis (dB)
acima de um nível de referência padrão.
𝐿 = 10 𝑙𝑜𝑔 !!
10!!
!"!! ! ! 𝑑𝐵 eq.[10]
Onde:
Lj = nível de pressão sonora medido
n = quantidade de posições do aparelho de medição na sala
3.1.2 Nível de pressão sonora de impacto (Li)
É o nível médio de pressão sonora medido em bandas de 1/3 de oitava no
cômodo receptor do ruído gerado pela fonte de impacto sonoro, sendo expressado
em decibéis.
37
3.1.3 Nível de pressão sonora de impacto normalizado (L'n)
É a média do nível de pressão sonora de impacto medida em campo, sendo
ponderado para uma área de absorção igual a 10 m2. É encontrado pela fórmula a
seguir:
𝐿′! = 𝐿! + 10 𝑙𝑜𝑔 !!! 𝑑𝐵 eq.[11]
Onde:
Li = nível de pressão sonora de impacto
A = área de absorção equivalente do cômodo receptor
A0 = área de absorção de referência = 10 m²
3.1.4 Nível de pressão sonora de impacto padronizado (L'nT)
É o nível de pressão sonora de impacto padronizado para um tempo de
reverberação igual a 0,50 segundos.
𝐿′!" = 𝐿! − 10 𝑙𝑜𝑔 !!! 𝑑𝐵 eq.[12]
Onde:
Li = nível de pressão sonora de impacto
T = reverberação medida
T0 = reverberação de referência = 0,5s
3.1.5 Redução do nível de pressão sonora de impacto (∆L')
É a diferença entre os níveis médios de pressão sonora no cômodo receptor
antes e depois da instalação de, por exemplo, um revestimento de piso.
38
3.2 Equipamentos
Para realizar a medição são necessários microfones e filtros para aferir o
nível de pressão sonora. Já a geração do som será realizada com a tapping
machine. Esses equipamentos devem ser calibrados de acordo com as normas de
referência.
3.2.1 Tapping machine
A tapping machine padronizada deverá ter cinco martelos colocados em uma
linha. A distância entre os eixos de martelos vizinhos deverá ser (100 ± 3) mm.
Todos os ajustes e verificações na máquina relativas ao cumprimento dos requisitos
devem ser realizados sobre uma superfície plana e dura e a tapping machine deve
ser utilizada nessa condição em qualquer superfície de teste.
A velocidade dos martelos, diâmetro e curvatura da cabeça dos martelos,
direção de queda dos martelos e o tempo entre impactos devem ser verificados
regularmente. A incerteza das medições deve ser no máximo de 20% dos valores
das tolerâncias.
A tapping machine possui ainda outros requisitos que estão descritos no
Apêndice 1 desse trabalho. A Figura 11 demonstra um exemplo de tapping machine
padronizada de acordo com a ISO 140-7.
Figura 11: Tapping machine padronizada de acordo com a ISO 140-7:1998
Fonte: http://www.hellopro.co.uk, 2014
39
3.2.2 Equipamento de medição do nível sonoro
A precisão do equipamento de medição do nível sonoro deve cumprir os
requisitos de precisão classe 0 ou 1 definidos na IEC 60651 e IEC 60804. Caso o
fabricante não informe a precisão, o sistema de medição completo, incluindo o
microfone, deverá ser ajustado após cada medição com o uso de um calibrador que
atenda aos requisitos de precisão classe 1 contidos na norma IEC 60942 -
Electroacoustics - Sound calibrators. A Figura 12 ilustra um exemplo de
equipamento de medição do nível sonoro de precisão classe 1.
Figura 12: Medidor de nível sonoro de classe 1
Fonte: http://www.cesva.com, 2014
3.2.3 Filtros
Os filtros dos equipamentos de medição devem seguir a norma IEC 61260 -
Electroacoustics - Octave-band and fractional-octave-band filters.
3.2.4 Equipamento de medição do tempo de reverberação
O equipamento para medir o tempo de reverberação deve atender aos
requisitos da ISO 354 - Acoustics - Measurement of sound absorption in a
reverberation room. O medidor de nível sonoro de classe 1 ilustrado na Figura 12
pode ser utilizado para medir o tempo de reverberação.
40
3.3 Geração do som
O som deve ser gerado pela tapping machine. Ela deve ser colocada em, ao
menos, 4 posições diferentes, distribuídas aleatoriamente sobre o chão a ser
testado. A distância entre a tapping machine e as bordas do piso deve ser de no
mínimo 0,5 m. Serão necessárias mais posições de medição caso o piso possua
métodos construtivos anisotrópicos, como por exemplo a presença de vigas.
Os níveis de pressão sonora de impacto podem revelar uma dependência do
tempo após o início da operação da tapping machine. Dessa forma, as medições
dos níveis de pressão sonora não devem começar até que o ruído gerado torne-se
constante. Além disso, os períodos de medição devem ser relatados.
3.4 Medição do nível de pressão sonora de impacto
A medição do nível de pressão sonora pode ser realizada por um único
microfone mudando-o de posição, por um conjunto de microfones fixos, por um
microfone em movimento oscilatório ou por um microfone em constante movimento.
As distâncias mínimas de separação dos microfones se encontram na
Tabela 7. Tabela 7: Distâncias mínimas de separação dos microfones
DISTÂNCIA SITUAÇÃO 0,7 m entre as posições dos microfones
0,5 m entre qualquer posição do microfone e os limites da sala
1,0 m
entre qualquer posição do microfone e o piso superior
que está sendo submetido aos impactos da tapping
machine
Fonte: ISO 140-7, 1998.
As distâncias variam dependendo se o microfone é fixo ou móvel. Caso o
microfone seja fixo, um mínimo de 4 posições fixas do microfone devem ser
utilizadas, distribuídas de maneira uniforme pelo espaço permitido para medição
no cômodo. Se for móvel, deve-se varrer um raio de no mínimo 0,7m. O plano de
medição deve ser inclinado de forma a cobrir grande parte da área a ser medida,
não podendo manter uma inclinação de 10º com nenhum plano do cômodo
(paredes, teto e piso). O período de medição não pode ser menor que 15s.
41
A respeito da quantidade mínima de medições, deve-se realizar no mínimo 6
medições com combinações de ao menos 4 posições do microfone e 4 posições da
tapping machine para as medições com microfone fixo. No caso das medições com
microfone móvel, devem ser feitas no mínimo 4 medições (1 para cada posição da
máquina). Se forem utilizadas 6 ou 8 posições da tapping machine, as medições
podem ser realizadas utilizando uma ou duas posições do microfone em movimento.
Para cada uma das posições do microfone, o tempo médio deve ser de
pelo menos 6s para cada faixa de frequência com frequências centrais abaixo de
400 Hz. Para o caso de bandas de frequências centrais maiores, pode-se diminuir
o tempo para não menos que 4s. Para microfones móveis, o tempo médio das
medições deve ser no mínimo 30s.
3.5 Faixa de frequência das medições
O nível de pressão sonora deve ser medido utilizando filtros de 1/3 de banda
de oitava com pelo menos as seguintes frequências centrais (Hz): 100/ 125/ 160/
200/ 250/ 315/ 400/ 500/ 630/ 800/ 1000/ 1250/ 1600/ 2000/ 2500/ 3150. Para se
obter informações adicionais e resultados comparáveis aos encontrados em
medições de laboratório de acordo com a ISO 140-6, é recomendado ampliar a faixa
de frequência com as seguintes frequências centrais (Hz): 4000/ 5000.
3.6 Medição do tempo de reverberação e avaliação da área de absorção sonora equivalente
O tempo de reverberação é definido como o tempo necessário, em
segundos, para que o nível de pressão sonora se reduza em 60dB depois da fonte
sonora ter se extinto. Este tempo deverá ser conhecido para o cálculo da área de
absorção sonora equivalente que, de acordo com a ISO 354, deve ser calculado de
acordo com a fórmula de Sabine:
𝐴 = !,!" !!
eq.[13]
42
Onde:
A = área de absorção sonora equivalente (m²)
V = volume da sala (m³)
T = tempo de reverberação(s)
De acordo com a ISO 354, deve-se iniciar a análise do tempo de
reverberação pela curva de decaimento, aproximadamente 0,1 s após a fonte
sonora ter sido desligada, ou a partir de um nível de pressão sonora um pouco
menor que no início do decaimento.
O número mínimo de medições de decaimento necessárias para cada faixa
de frequência é seis. Deve ser utilizada pelo menos uma posição do alto-falante e
três posições de microfone com duas leituras em cada caso.
3.7 Correção do ruído de fundo
A correção do ruído de fundo deve ser feita para assegurar que as medições
não sejam afetadas por um ruído externo como, por exemplo, ruídos fora da sala
sob teste ou ruídos elétricos dos sistemas utilizados.
O nível de ruído de fundo deve ser pelo menos 6 dB (e preferencialmente
mais que 10 dB) abaixo do nível do sinal e ruído de fundo combinados. Caso a
diferença dos níveis seja menor que 10 dB mas maior que 6 dB, ajusta-se o nível de
sinal de acordo com a equação a seguir:
𝐿 = 10 𝑙𝑜𝑔 (10!!"
!" − 10!!
!") 𝑑𝐵 eq.[14]
Onde:
L = nível de sinal ajustado
Lsb = nível de som e ruído de fundo combinados (dB)
Lb = é o nível de ruído de fundo (dB)
Se a diferença entre os níveis for inferior ou igual a 6 dB, em qualquer uma
das faixas de frequência, o nível de sinal ajustado será igual a 1,3 dB, que
corresponde a uma diferença de 6 dB.
43
3.8 Apresentação dos resultados
Os valores do nível de pressão sonora de impacto normalizado L'n ou
padronizado L'nT, devem ser dados em todas as frequências de medição com
uma casa decimal em forma de tabela e na forma de curva. Os gráficos no
relatório de ensaio devem mostrar o nível em decibéis contra a frequência em
uma escala logarítmica, sendo 5mm para uma banda de 1/3 de oitava e 20mm
para 10dB.
Para calcular os valores de L'n ou L'nT em bandas de oitava, a partir dos
valores em bandas de um terço de oitava, devem ser utilizadas as seguintes
equações:
𝐿′!,!"# = 10 𝑙𝑜𝑔 10!!!,! !!"#,!
!"!! ! ! 𝑑𝐵 eq.[15]
𝐿′!",!"# = 10 𝑙𝑜𝑔 10!!!",! !!"#,!
!"!! ! ! 𝑑𝐵 eq.[16]
Se o procedimento for repetido, deve-se calcular uma média aritmética dos
resultados encontrados em cada faixa de frequência.
O Quadro 7 exemplifica todos os tópicos que deverão constar no relatório:
Quadro 7: Indicações do relatório
RELATÓRIO Referência a ISO 140-7
Nome da organização que realizou as medições
Nome e endereço da organização/cliente/empresa que requisitou a medição
Data da medição
Descrição e identificação da edificação onde foi feita a medição
Volume do cômodo receptor
L'n ou L'nT em função da frequência
Breve descrição do procedimento e equipamentos
Indicação dos resultados que são tomados como limites da medição (L'n ou L'nT)
A transmissão de flanking (se medida) na mesma forma do L'n
Fonte: ISO 140-7, 1998
44
3.9 Requisitos acústicos desejáveis
Após o tratamento dos dados, deve-se comparar os resultados encontrados
com os requisitos acústicos desejáveis da NBR 15575-3 para os sistemas de piso .
É importante lembrar que as medições devem ser executadas com portas e janelas
fechadas e deve-se considerar o sistema de piso para posterior avaliação dos
resultados.
A unidade habitacional deve apresentar os níveis de pressão sonora de
impacto padronizado ponderado, L’nT'w, segundo a Tabela 8.
Tabela 8: Critério e nível de pressão sonora de impacto padronizado ponderado, L’nT,w
ELEMENTO L’nT,w NÍVEL DE
DESEMPENHO dB
Sistema de piso separando unidades habitacionais
autônomas posicionadas em pavimentos distintos
66 a 80 M 55 a 65 I ≤ 55 S
Sistema de piso de áreas de uso coletivo
(atividades de lazer e esportivas, tais como home
theater, salas de ginástica, salão de festas, salão
de jogos, banheiros e vestiários coletivos, cozinhas
e lavanderias coletivas) sobre unidades
habitacionais autônomas
51 a 55 M
46 a 50 I
≤ 45 S
Fonte: NBR 15575, 2013
45
4 Estudo de Caso
A medição in loco foi realizada após a elaboração do procedimento
experimental, sendo possível devido ao apoio da Empresa X, que disponibilizou as
unidades habitacionais, e ao Laboratório de Acústica e Vibrações (LAVI) da UFRJ,
que forneceu os equipamentos para a medição.
A equipe da medição foi formada por dois professores do Departamento de
Construção Civil (DCC) da UFRJ responsáveis pela fiscalização do Programa de
Iniciação Científica, Elaine Garrido Vazquez e Luis Otávio Cocito de Araújo, e pelos
alunos da graduação de Engenharia Civil Fernanda Graça Couto, Anália Torres
Martins, Marcela Potting e Bruna Moreira Serra de Sousa.
Além disso participaram da equipe o aluno de mestrado da COPPE/UFRJ do
curso de Engenharia Mecânica, Guilherme Pedroto de Almeida Magalhães, e do
professor Fernando Castro Pinto, representando o apoio do LAVI. O LAVI foi criado
na década de 1970 e, desde então, está associado à formação de profissionais nas
áreas de Acústica, Vibrações e Dinâmica. As atividades são desenvolvidas em
níveis de graduação, mestrado e doutorado, além de cursos de extensão,
assessoria técnica e metrológica.
É importante lembrar que o LAVI possui uma infraestrutura para aquisição e
análise de sinais acústicos e vibração, possuindo equipamentos clássicos para
acústica e vibrações como microfones, medidores de nível de som, acelerômetros,
analisadores de espectro, osciloscópios digitais, medidores de intensidade,
amplificadores de potência, entre outros. O laboratório forneceu todos os
equipamentos necessários para a realização da medição de acordo com a norma
ISO 140-7:1998.
O ensaio foi realizado em duas unidades autônomas do Empreendimento A,
que pertencem a Empresa X, no dia 7 de Julho de 2012. Esses apartamentos estão
situados em pavimentos consecutivos mas na mesma coluna, sendo as unidades
301 e 401. Dessa forma, a tapping machine foi posicionada na suíte do apartamento
401 e os microfones foram posicionados na suíte do apartamento 301.
O Empreendimento A é um edifício residencial localizado em Jacarepaguá,
dentro de um condomínio de médio/ alto padrão. A ficha técnica do Empreendimento
A está contida na Tabela 9.
46
Tabela 9: Ficha técnica do Empreendimento A
FICHA TÉCNICA Tipo Residencial
Tipologia 2, 3 e 4 quartos
Área privativa (m²) 87 a 110
Unidades 238
Unidades por andar 14
Bairro Jacarepaguá
Vagas 1
Número de pavimentos 17
Estilo da fachada Contemporânea
Área do terreno (m²) 36561,14
Fonte: Portal da Empresa X, 2014
A fachada e a macrolocalização do Empreendimento A estão apresentadas
nas Figuras 13 e 14, respectivamente:
Figura 13: Fachada do Empreendimento A
Fonte: Portal da Empresa X, 2014
47
Figura 14: Macrolocalização do Empreendimento A
Fonte: Google Earth, 2014
4.1 Etapas do processo de medição in loco
A primeira etapa foi a elaboração de um procedimento de medição para
medir o isolamento acústico em sistemas de pisos entre unidades autônomas,
baseado na ISO 140-7:1998 - Acoustics - Measurement of sound insulation in
buildings and of building elements e na NBR 15575-3:2013 - Edificações
habitacionais – Desempenho: Requisitos para os sistemas de pisos internos. Este
procedimento foi utilizado para a realização da medição in loco nas unidades
habitacionais fornecidas pela Empresa X.
Com o apoio do LAVI, definiu-se os equipamentos que seriam utilizados na
medição: microfones, conversor de sinais, tapping machine e software para registro
de dados. O software de registro de dados utilizado foi o LabVIEW Signal Express,
que adquire rapidamente a análise e apresentação de dados de centenas de
dispositivos e instrumentos de aquisição de dados, sem exigir programação.
As Figuras 15, 16, 17 e 18 ilustram, respectivamente, a Tapping machine, os
microfones, o conversor e o software LabVIEW Signal Express, sendo esses os
equipamentos utilizados na medição:
EMPREENDIMENTO A
48
Figura 15: Tapping machine
Fonte: Acervo pessoal, 2012
Figura 16: Microfones MPA416 Sensitivity Calibration
Fonte: Acervo pessoal, 2012
Figura 17: Conversor Hi-Speed USB Carrier
Fonte: Acervo pessoal, 2012
49
Figura 18: Software LabVIEW Signal Express
Fonte: Acervo pessoal, 2012
Com todos os equipamentos definidos, o próximo passo foi a ida ao
Empreendimento A para a realização da medição.
O som foi gerado pela tapping machine no apartamento 401. Ela foi colocada
em 5 posições diferentes, distribuídas aleatoriamente sobre o chão a ser testado,
respeitando a distância de 0,5m das bordas do piso. Os microfones se situaram no
apartamento 301 para captar o som gerado pela tapping machine. As medições dos
níveis de pressão sonora começaram após 1 minuto, quando o ruído gerado tornou-
se constante. Além disso, os períodos de medição foram de 45 segundos.
As unidades habitacionais foram avaliadas para a obtenção dos valores em
decibel (dB) do nível de pressão sonora por impacto padronizado (L’nT) que é
quando o nível de pressão sonora sofre uma redução em decibéis entre pisos de
dois apartamentos. Para tal, foi preciso calcular o tempo de reverberação (RT60) do
som nos ambientes e tratar os dados obtidos para compará-los com os parâmetros
estabelecidos pela norma.
4.2 Medição do RT60
O parâmetro RT60 consiste no tempo de decaimento de 60 dB do som
gerado em um determinado ambiente. Para isso, o RT60 foi medido através do
estouro de uma bexiga de gás, onde no ambiente o único ruído gerado foi o do
estouro da bexiga. Os níveis de pressão sonora são medidos durante todo o
experimento, dessa maneira, o decaimento fica bem claro.
50
4.3 Medição do nível de pressão sonora de impacto padronizado (L'nT)
Foram realizadas 5 medições em diferentes posições em piso cerâmico no
apartamento 401, conforme pode ser visto na Figura 19.
Figura 19: Disposição da tapping machine no apartamento 401 nas 5 posições medidas
Fonte: Vazquez, Torres, Potting, Serra, Couto, 2012
As medições do nível de pressão sonora por impacto foram feitas com dois
microfones em constante movimento, na suíte do apartamento 301, seguindo as
considerações da norma ISO 140-7. A planta do apartamento e a posição do
aparelho receptor são apresentadas na Figura 20:
51
Figura 20: Disposição do receptor no apartamento 301
Fonte: Vazquez, Torres, Potting, Serra, Couto, 2012
4.4 Procedimento X Medição
A seguir, são apresentados quadros com as informações que foram
divergentes entre as descritas no procedimento experimental, com base na NBR
15575 e a norma ISO 140-7, confrontadas com a prática utilizada na medição.
Houve divergência entre os equipamentos utilizados e os descritos na norma
que se justifica por uma modernização dos mesmos. Cabe ressaltar que não houve
prejuízo em relação a esta modificação nas medições realizadas. Estas informações
estão apresentadas no Quadro 8.
Quadro 8: Equipamentos utilizados na medição
ISO 140-7 MEDIÇÃO Microfone: IEC 60942 Microfones: BSWAMPA4N6
Filtros: IEC 61260 Embutido no software utilizado
(LabVIEWSignal Express)
Equipamento de medição do
tempo de reverberação: ISO 354
Embutido no software utilizado
(LabVIEWSignal Express)
Fonte: Vazquez, Torres, Potting, Serra, Couto, 2012
52
Nos Quadros 9 e 10, apresentados a seguir, a geração de sinal foi obtida a
partir da informação em banda larga, obtida através da Transformada de Fourier.
Portanto, não foi necessária a mudança de posição da fonte, foi efetuada apenas
uma medição com o tempo de 45 segundos. Além disso, não foi necessária a
utilização de filtros de 1/3 de oitava de banda para diversas faixas de frequência e a
medição do tempo de reverberação pode ser efetuada de forma direta.
Quadro 9: Medição do nível médio de pressão sonora
ISO 140-7 MEDIÇÃO
Distâncias mínimas de separação entre os
microfones: 0,7m entre as posições do
microfone; 0,5m entre qualquer posição do
microfone e os limites da sala; 1,0m entre o
microfone e o piso superior que está sendo
submetido aos impactos da tapping machine
Conforme ISO 140-7
Medição com microfone móvel: devem ser feitas
no mínimo 4 medições 5 medições
Microfone em movimento com o tempo mínimo
de 15s. Tempo 45s
Fonte: Vazquez, Torres, Potting, Serra, Couto, 2012
Quadro 10: Faixa de frequência das medições
ISO 140-7 MEDIÇÃO
O nível de pressão sonora deve ser
medido utilizando filtros de banda de
1/3 de oitava com pelo menos as
seguintes frequências centrais (Hz):
100/ 125/ 160/ 200/ 250/ 315/ 400/ 500/
630/ 800/1000/ 1250/ 1600/ 2000/
2500/ 3150. Para ampliar a faixa
devemos utilizar as seguintes
frequências (Hz): 4000/ 5000
Obtenção da informação em
banda larga (de 100Hz até
3150Hz)
Fonte: Vazquez, Torres, Potting, Serra, Couto, 2012
53
4.5 Tratamento de dados
A NBR 15575 propõe o método de engenharia como o mais indicado para
ser utilizado nas medições do desempenho acústico da edificação. Este método é
descrito na ISO 140-7, bem como as equações utilizadas para a determinação do
nível de pressão sonora por impacto padronizado em cada frequência especificada:
𝐿′!" = 𝐿! − 10 𝑙𝑜𝑔 !!! 𝑑𝐵 eq.[17]
Onde:
Li é o nível de pressão sonora na sala utilizada quando o piso sob teste esta
excitado pela tapping machine
T é o tempo de decaimento (RT60) medido com o estouro de uma bexiga de gás.
T0 é o tempo de reverberação de referência (0,5 s).
Após obtidos os L’nT para cada frequência especificada na norma, é
necessário transformá-los em um número único de acordo com a ISO 717-2: 2006 –
Acoustics – Rating of sound insulation in buildings and of building elements – Part 2:
Impact sound insulation. Para isso, a curva de L’nT obtida na medição de campo
deve ser ajustada à curva de valores de referência para ruído de impacto em bandas
de 1/3 de oitava encontrada na ISO 717-2.
Através deste ajuste, os desvios desfavoráveis são utilizados para a
obtenção do número único. A soma dos desvios desfavoráveis deve ser menor que
32 dB. O ajuste que mais se aproximar deste somatório será utilizado para a
obtenção do número único, que no caso é referente à frequência de 500 Hz.
O procedimento utilizado para a obtenção do número único, assim como os
dados obtidos na medição, encontram-se no Apêndice 2.
4.6 Resultados
A tapping machine foi posicionada na suíte do apartamento 401 e os
microfones e o computador, no apartamento 301. A laje entre as unidades medidas
possui espessura de aproximadamente 17 cm e o revestimento do piso do
apartamento 401 é cerâmico.
54
Após o tratamento de dados, encontrou-se um valor em decibéis, permitindo
uma comparação entre o valor medido in loco e o valor estabelecido como mínimo,
conforme a Tabela 10.
Tabela 10: Resultado da medição entre unidades
ELEMENTO MEDIÇÃO NORMA NÍVEL DE
DESEMPENHO dB dB
Suíte (401) – Suíte (301) 61 66 a 80 M 55 a 65 I ≤ 55 S
Fonte: Vazquez, Torres, Potting, Serra, Couto, 2012
Pela norma NBR 15575:2013, é importante ressaltar que os valores do nível
de pressão sonora por impacto padronizado (L'nt) acima do máximo valor sugerido
são desconfortáveis para o usuário. Assim, observa-se que o resultado obtido pela
medição está conforme os parâmetros da Norma 15575-3:2013, sendo confortável
para o usuário.
Apesar disso, o resultado apresenta um nível de desempenho intermediário,
o que indica que há a possibilidade de melhorar a qualidade desta edificação.
55
5 Considerações finais
A década de 70 foi marcada pela racionalização da construção civil,
momento em houve a redução do peso das construções a fim de se economizar e
diminuir a duração das obras. Isso gerou uma queda de qualidade do produto final
entregue ao consumidor, comprometendo principalmente o conforto acústico pois,
segundo a Lei da Massa, quanto mais denso o material, melhor o isolamento. Esse
quadro se perdurou ao longo dos anos, gerando insatisfação dos consumidores, que
reclamavam principalmente do desconforto causado por ruídos transmitidos a
unidade habitacional.
A publicação da Norma de Desempenho NBR 15575 em Julho de 2013
representa uma mudança de paradigma na construção civil, obrigando o setor a
passar por uma conscientização geral e obrigatória já que as normas técnicas
brasileiras tem valor de lei. Assim, os consumidores de imóveis poderão exigir das
construtoras que os sistemas que compõem os edifícios atendam a requisitos
mínimos de desempenho ao longo de uma determinada vida útil.
Caso os requisitos não sejam atendidos, os consumidores poderão ser
amparados pela Lei de Defesa do Consumidor para exigir desempenho dos imóveis
cujos projetos foram protocolados a partir de Novembro de 2013. Dessa forma, as
empresas que insistirem em imóveis não conformes poderão passar por situações
desgastantes e custosas.
A norma trouxe novos conceitos na normatização brasileira, como o conceito
de comportamento em uso dos componentes e sistemas das edificações, de forma
que a unidade habitacional deve atender e cumprir as exigências ao longo dos anos.
Com isso, haverá uma melhoria na relação de consumo no mercado imobiliário já
que todos os participantes da produção habitacional, ou seja, projetistas,
fornecedores, construtores, incorporadores e usuários, serão incumbidos de suas
responsabilidades.
Uma mudança cultural na engenharia habitacional é aguardada, pois será
necessária uma nova metodologia de projeto que exigirá um nível de conhecimento
e informações maiores que as atuais, além de uma visão de longo prazo. Os
processos de criação, edificação e manutenção terão de ser mais criteriosos da
concepção até o plano de qualidade do empreendimento para assim alcançar uma
produção mais qualificada e com melhor desempenho.
Os níveis de desempenho mínimo requeridos pela norma poderão ser
ferramentas de marketing. A tendência é que as empresas em conformidade com a
56
norma irão evidenciar seu atendimento, divulgando em sites, propagandas e
memoriais descritivos de venda. Assim, o não atendimento a norma poderá significar
uma perda de competividade. Além disso, a norma estabelece um patamar mínimo
de qualidade abaixo do qual se considera a empresa executora inabilitada à obra,
criando barreiras técnicas para construtoras desqualificadas. Dessa forma, os
clientes serão induzidos a comparar produtos e não comprar apenas por preços
mais baixos, o que já acontece em quase todos os setores da economia.
A Norma de Desempenho deve gerar uma pequena alta nos custos da
construção. Os empreendimentos de padrão econômico poderão ser mais
impactados já que terão de ser revistos muitos dos materiais e procedimentos
utilizados nesse tipo de obra. Isso pode acontecer até mesmo entre os
empreendimentos de alto padrão que, em geral, já cumprem requisitos mínimos de
qualidade em diversos em função do público consumidor que é mais exigente.
Pesquisas de satisfação pós ocupação realizadas por incorporadoras e
construtoras mostram claramente que a maior reclamação por parte dos usuários é
o desconforto causado pela geração de ruídos externos ao edifício, dos vizinhos e
até mesmo entre unidades habitacionais. Esta situação ensejou a realização do
presente trabalho.
O foco deste trabalho foi o desempenho acústico de pisos em função de
ruídos de impacto. Sugere-se para futuros trabalhos a avaliação acústica dos outros
sistemas construtivos contidos na norma, a apresentação de possíveis soluções
para melhoria do desempenho acústico desses sistemas e uma análise do
comportamento do mercado após a publicação da norma.
O resultado encontrado na medição realizada está em conformidade com a
norma pois atende ao parâmetro mínimo exigido, que é um nível de pressão sonora
por impacto padronizado (L'nt) menor ou igual a 80 dB. Porém, a norma apresenta
níveis de desempenho intermediários (M) e superiores (S) que não são obrigatórios,
de forma que o resultado obtido possui um nível de desempenho intermediário.
Assim, as unidades habitacionais medidas poderiam atingir um melhor nível de
desempenho acústico, que representaria uma melhora na qualidade da edificação.
Os níveis de desempenho impostos pela norma estão aquém dos praticados
nos países desenvolvidos, já que não houve exageros no níveis de exigência dos
requisitos em função da realidade social, econômica e técnica brasileira. Esse fato
pode ser verificado ao se comparar os requisitos europeus com os brasileiros no
quesito desempenho acústico de pisos.
Conforme apresentado no presente trabalho, os requisitos europeus são
mais rígidos que os brasileiros. Entretanto, a norma de desempenho representa uma
57
primeira tentativa de gradualmente se adquirir o hábito de construir com mais
qualidade. Além disso, é importante implantar a cultura do desempenho acústico
com requisitos menos rígidos para que as construtoras se adequem aos poucos a
norma e talvez, futuramente, serem exigidos melhores níveis de isolamento
acústico.
Um outro ponto que merece destaque é a dificuldade de utilização dos
métodos de cálculo sugeridos pela NBR 15575. Os métodos de engenharia e
simplificado de campo são somente descritos nas normas internacionais ISO 140 e
ISO 10052, respectivamente. Este fato representa uma barreira para a utilização dos
métodos, já que essas normas devem ser compradas e apresentam preço elevado.
Assim, uma empresa que deseja atingir desempenho acústico de pisos em
suas edificações não necessita somente da NBR 15575, tornando o objetivo de se
estar em conformidade com a norma de desempenho uma tarefa bastante custosa e
não tão simples quanto parece.
Os conceitos de desempenho precisam ser amplamente divulgados a todos
os participantes do processo construtivo para que haja um desenvolvimento do setor
da construção. A busca pelo atendimento a norma acarretará no estudo de novas
tecnologias que apresentem melhor desempenho e menos custo.
A NBR 15575 é muito importante para a construção civil pois impõe uma
cultura voltada para o desempenho da edificação, para o foco na pesquisa, na
utilização de novas tecnologias e por consequência, na elaboração de um bom
projeto. Assim será possível obter a construção correta e responsável de um
empreendimento.
58
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KNAUF AMF – Conceitos técnicos de conforto acústico. Disponível em
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Disponível em <http://revistavivasaude.uol.com.br/clinica-geral/o-que-a-poluicao-
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<http://www.yduka.com/sumarios-e-licoes-8>. Acesso em 02 de agosto de 2014.
63
ANEXOS
ANEXO 1 – Descrição do método de medição do isolamento acústico – relação
obtida em PIC – UFRJ & Empresa X. Junho 2012. Anexo 1, p. 64 - 71.
64
ANEXO 1
PROGRAMA: PIC – UFRJ & Empresa X
NOME ARQUIVO: MC-02-001_0.docx
GRUPO: G2 – Norma de Desempenho
COLABORADORES: Elaine Vazquez, Anália Torres, Bruna de Sousa, Fernanda
Graça Couto e Marcela Potting
DESCRIÇÃO DO MÉTODO DE MEDIÇÃO DO ISOLAMENTO ACÚSTICO
1. Elementos construtivos a serem avaliados:
• Piso • Coberturas acessíveis de uso coletivo
2. Método de avaliação:
Método de engenharia, conforme ISO 140-7 “Medição do isolamento acústico em edifícios e seus elementos” Os procedimentos descritos podem ser utilizados para pavimentos com ou sem revestimentos.
3. Requisitos:
3.1. Requisito – Níveis de ruído admitidos na habitação
Atenuar a passagem de som resultante de ruídos de impacto (caminhamento, queda
de objetos e outros) entre unidades habitacionais.
a. Critério – Ruído de impacto em sistemas de piso
A unidade habitacional deve apresentar o nível de pressão sonora de impacto
padronizado ponderado, L’nT,w, proporcionado pelo entrepiso conforme indicado na
tabela 1:
65
Elemento L’nT,w
dB
Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas posicionadas em pavimentos distintos ≤80
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
≤55
Tabela 6 – Critério e nível de pressão sonora de impacto padronizado ponderado, L’nT,w, para ensaios
de campo
3.2. Requisito – Isolamento de ruído aéreo dos PISOS entre unidades habitacionais
Atenuar a passagem de som aéreo resultante de ruídos de uso normal (fala, TV,
conversas, música, impactos, caminhamento, queda de objetos e outros).
Elemento DnT,w dB
Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas de áreas em que um dos recintos seja dormitório ≥45
Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas de áreas comuns de trânsito eventual, como corredores e escadaria nos pavimentos, bem como em pavimentos distintos
≥40
Sistema de piso separando unidades habitacionais autônomas de áreas comuns de uso coletivo, para 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
≥45
Tabela 7 – Critérios de diferença padronizada de nível ponderada, DnT,w para ensaios de campo
3.3. Requisito – Isolação acústica da COBERTURA devida sons aéreos (fontes de emissão externas)
Proporcionar condições de isolamento acústico para: repouso noturno nos
dormitórios; para atividades intelectuais nas salas de estar; e descanso e lazer
doméstico nas salas de estar.
a. Critério – Isolação acústica da cobertura devida sons aéreos para casas térreas pelo ensaio de campo
66
Tabela 4 – Diferença padronizada de nível ponderada da vedação externa (D2m,nT,w)
b. Critério – Índice de redução sonora ponderado da cobertura pelo ensaio de
laboratório
Tabela 5 – Índice de redução sonora ponderado da cobertura (Rw)
3.4. Requisito – Isolação de ruído de impacto para as COBERTURAS acessíveis de uso coletivo
Apresentar nível de isolamento acústico, frente aos ruídos transmitidos por
impactos, naqueles edifícios que facultam acesso coletivo à cobertura.
a. Critério – Isolação de ruídos de impactos em coberturas acessíveis de uso coletivo
Tabela 6 – Nível de pressão sonora de impacto padronizado ponderado, L’nT,w, para ensaios de
campo
4. Equipamentos:
Os equipamentos usados nas medições devem ser ajustados segundo as normas
de referência:
1. Microfone: IEC 60942 2. Filtros: IEC 61260 3. Medição do tempo de reverberação está definida na ISO 354
67
4. Definições:
• Nível médio de pressão sonora em um ambiente (L):
Onde:
Lj = nível de pressão medido
n = diferentes posições do aparelho de medição n sala
• Nível de pressão sonora (Li): é medido quando o som é estimulado no andar de cima de onde está sendo feita a medição, também é expressado em decibéis.
• Impacto normalizado de pressão sonora (L´n):
Onde:
Li = nível de pressão sonora
A = área de absorção equivalente
Ao = área de absorção de referência = 10 m²
• Impacto de nível de pressão sonora padronizados (L´nt): o nível de pressão sonora sofre uma redução em decibéis.
Onde:
T = reverberação medida
To = reverberação de referência = 0,5s
• Redução do impacto do nível de pressão sonora (ΔL´): é a diferença da pressão sonora na sala de recepção antes e depois da instalação de, por exemplo, um revestimento no chão.
68
5. Procedimento de teste e avaliação:
As medições em campo do isolamento acústico por impacto deve ser feita usando
bandas de 1/3 de oitava, a menos que o oitavo de banda tenha sido acordado
previamente.
OBS: Definição de 1/3 de oitava:
1. Refere-se a duas frequências que estão 1/3 de oitava de distância entre si. 1/3
de oitava representa uma frequência 1,26 vezes acima ou 0,794 vezes abaixo da
referência. Por exemplo, uma frequência que está 1/3 de oitava acima de 1 kHz
vale 1,26 kHz (valor este arredondado para 1,25 kHz nos equalizadores). E uma
frequência 1/3 de oitava abaixo de 1 kHz vale 794 Hz (arredondado para 800 Hz).
2. Termo usado para expressar a largura de banda de equalizadores e outros
filtros cujos pontos de -3dB (metade da potência) estão 1/3 de oitava distantes
entre si. Equalizadores com tais filtros costumam ter entre 29 e 31 bandas.
3. Aproximadamente a menor faixa de frequências em que o ser humano detecta
auditivamente alguma alteração com segurança (embora algumas pesquisas
recentes indiquem que essa faixa possa ser mais corretamente definida como 1/6
de oitava nas frequências acima de 500 Hz e com uma largura de 100 Hz abaixo
desse ponto). O ouvido humano analisa o som por meio de uma série de estreitos
filtros passa-banda parcialmente sobrepostos.
5.1 Geração do som (campo sonoro): o som deve ser gerado pela “tapping machine”. Ela deve ser colocada em 4 posições diferentes, distribuídas aleatoriamente sobre o chão a ser testado, respeitando a distância de 0,5m das bordas do piso (caso o chão tenha vigas, mais posições devem ser acrescentadas de maneiras aleatória). As medições dos níveis de pressão sonora não devem começar até que o ruído gerado torne-se constante; além disso, os períodos de medição devem ser comunicados.
5.2 Medição do nível de pressão sonora de impacto: pode ser feita por um único microfone, mudando-o de posição; por uma matriz de microfones fixos; por um microfone oscilante ou por um microfone em constante movimento.
Considerações:
• Distâncias mínimas de separação entre os microfones:
69
0,7m entre as posições do microfone; 0,5m entre qualquer posição do microfone
e os limites da sala; 1,0m entre o microfone e o piso superior que está sendo
submetido aos impactos da “tapping machine”.
Microfone fixo: um mínimo de 4 posições fixas para o microfone devem ser
utilizadas, distribuídos de maneira uniforme;
Microfone móvel: varrer um raio de no mínimo 0,7m com um plano inclinado de
forma a cobrir grande parte da área a ser medida e o período de medição não
pode ser menor do que 15s.
• Quantidade mínima de medições:
Medição com microfone fixo: devem ser feitas no mínimo 6 medições com
combinações de ao menos 4 posições do microfone e 4 posições da “tapping
machine”;
Medição com microfone móvel: devem ser feitas no mínimo 4 medições (1 para
cada posição da máquina), se usarmos 6 ou 8 máquinas podemos medir usando
1 ou 2 posições do microfone em movimento.
• Tempo médio:
Para cada uma das posições do microfone, o tempo médio deve ser de pelo
menos 6s para cada faixa de frequência com frequências centrais abaixo de 400
Hz. Para o caso de bandas com frequências centrais maiores, podemos diminuir
o tempo para não menos que 4s. Com microfone em movimento temos o tempo
mínimo de 30s.
5.3 Faixa de frequência das medições: o nível de pressão sonora deve ser medido utilizando filtros de 1/3 de oitava de banda com pelo menos as seguintes frequências centrais (Hz): 100/ 125/ 160/ 200/ 250/ 315/ 400/ 500/ 630/ 800/1000/ 1250/ 1600/ 2000/ 2500/ 3150. Para ampliar a faixa devemos utilizar as seguintes frequências (Hz): 4000/ 5000.
5.4 Medição do tempo de reverberação e avaliação da área de absorção sonora equivalente: devemos usar pelo menos 6 medições para cada faixa de frequência, pelo menos uma posição de alto-falante e três posições de microfone com duas leituras devem ser usadas em cada caso. O tempo de reverberação de acordo com a ISO 354 deve ser calculado de acordo com a fórmula de Sabine:
70
Onde:
A = área de absorção sonora equivalente (m²)
V = volume da sala (m³)
T = tempo de reverberação(s)
5.5 Correção do ruído de fundo: é feita para assegurar que as medições não sejam
afetadas por um ruído externo como ruídos fora da sala de teste ou ruídos elétricos dos sistemas utilizados. O nível de ruído de fundo deve ser de pelo menos 6 dB abaixo do nível de ruído de fundo e sinal combinados (e preferencialmente mais que 10 dB):
Onde:
L = nível de sinal ajustado
Lsb = nível de som e ruído de fundo combinados (dB)
Lb = é o nível de ruído de fundo (dB)
Se a diferença nos níveis é menor ou igual a 6dB em qualquer uma das faixas de
frequência, usamos L= 1,3dB.
6. PRECISÃO
Deve ser verificada ao longo do tempo, principalmente quando é feita uma
alteração no procedimento ou nos instrumentos. Seu valor depende do método
utilizado, que consta na norma ISO 140-2.
7. EXPRESSANSO OS RESULTADOS:
L´nt ou L´n devem ser dados em todas as frequências com 1 casa decimal e
também graficamente na seguinte escala logarítmica: 5mm para uma banda de
1/3 de oitava e 20mm para 10dB. Para o cálculo:
71
Se o procedimento é repetido, devemos calcular uma média dos resultados
encontrados.
O relatório deve indicar:
• Referência a ISO 140-7; • Nome da organização que realizou as medições; • Nome e endereço da organização/cliente/empresa que ordenou o teste; • Data do teste; • Descrição e identificação da edificação onde foi feito o teste; • Volume da sala de recepção; • L'n ou L'nT; • Breve descrição do procedimento e equipamentos; • Indicação dos resultados que são tomados como limites da medida (L'n e L'nT); • Acompanhamento da transmissão (se medidas).
72
APÊNDICES
APÊNDICE 1 – Requisitos de uma tapping machine padronizada – relação obtida da
ISO 140-7:1998 – Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of
building elements. Apêndice 1, p. 73 - 74.
APÊNDICE 2 – Tratamento de dados da medição in loco – relação obtida em PIC –
UFRJ & Empresa X e da ISO 717-2: 2006 – Acoustics – Rating of sound insulation in
buildings and of building elements. Apêndice 2, p. 75 - 77.
73
APÊNDICE 1
REQUISITOS DE UMA TAPPING MACHINE PADRONIZADA
A tapping machine precisa atender a alguns requisitos para que seja utilizada
na medição do nível de pressão sonora de impacto. Alguns desses requisitos já
foram citados no item 3.2.1 desse trabalho. Outros requisitos também importantes
estão descritos ao longo desse anexo.
A distância entre o centro dos apoios da tapping machine e os eixos dos
martelos vizinhos deve ser de pelo menos 100mm. Os suportes devem estar
equipados com amortecedores de isolamento vibratório.
O momento de cada martelo que atinge o chão deve ser a de uma massa
efetiva de 500 g que cai livremente de uma altura de 40 mm, com ± 5% de limite de
tolerância para o momento. Como o atrito da orientação martelo tem de ser
considerada, deve assegurar-se que não só a massa do martelo e a altura de
queda, mas também a velocidade do martelo no impacto se encontre dentro dos
seguintes limites: a massa de cada martelo deve ser 500 ± 12 g; a velocidade de
impacto deve ser igual a 0,033 m/s caso se assegure que a massa do martelo
encontra-se dentro dos limites reduzidos iguais a 500 ± 6 g.
A direção de queda dos martelos deve ser perpendicular à superfície de teste
com uma precisão de ± 0,5 °. A parte do martelo que corresponde a superfície de
impacto deve ser cilíndrica com um diâmetro de 30 ± 0,2 mm. A superfície de
impacto deve ser de aço endurecido e deve ser esférica com um raio de curvatura
de 500 ± 100 mm. O cumprimento deste requisito pode ser realizada nas seguintes
formas:
a) A curvatura da superfície de impacto é considerada em conformidade com as
especificações se os resultados das medições estão dentro das tolerâncias
indicadas na Figura 1, que é quando um medidor é movido sobre a superfície em
pelo menos duas linhas através do ponto central, sendo as linhas perpendiculares
entre si.
b) A curvatura das cabeças dos martelos pode ser testada usando um spheremeter
com três antenas, deitado sobre um círculo com um diâmetro de 20mm.
74
Figura 1: Limites de tolerância para a curvatura das cabeças dos martelos
Fonte: ISO 140-7, 1998
A tapping machine deve ser automática. O tempo médio entre impactos
devem ser 100 ± 5ms. O tempo entre os impactos sucessivos deve ser 100 ± 20ms.
O tempo entre o impacto e a elevação do martelo deve ser inferior a 80ms.
Para tapping machines usadas em testes de isolamento do impacto sonoro
de pavimentos com revestimentos macios ou superfícies irregulares, deve-se
assegurar que os martelos caiam pelo menos 4 mm abaixo do plano em que se
encontram os apoios da tapping machine.
Se a superfície de teste for coberta com um revestimento extremamente
macio ou se a superfície for muito irregular, de modo que os martelos não sejam
capazes de atender o requisito de 40 milímetros para a superfície sobre a qual os
suportes se apoiam, pastilhas deverão ser usadas sob os suportes para assegurar a
correta altura de queda de 40 mm.
O cumprimento deste requisito deve ser verificado em intervalos regulares
sob condições padrões de laboratório. O ensaio deve ser realizado em uma
superfície de teste que seja plana com precisão de ± 0,1 mm e horizontal com
precisão de ± 0,1 °.
Alguns dos parâmetros só precisam ser medidos uma vez, a não ser que a
tapping machine tenha sido modificada, como por exemplo, a distância entre
martelos, apoios da tapping machine, diâmetro dos martelos, a massa dos martelos
e elevador e altura de queda máxima possível dos martelos.
75
APÊNDICE 2
TRATAMENTO DE DADOS DA MEDIÇÃO IN LOCO
1. Dados obtidos na medição
Os resultados da medição in loco foram obtidos a partir do software
LabVIEWSignal Express e corrigidos através da fórmula abaixo.
𝐿 = 10 𝑙𝑜𝑔 (10!!"
!" − 10!!
!") 𝑑𝐵
Onde:
L = nível de sinal ajustado
Lsb = nível de som e ruído de fundo combinados (dB)
Lb = é o nível de ruído de fundo (dB)
A Tabela 1 apresenta os dados já corrigidos.
Tabela 1: Dados da medição tratados
Frequência (Hz) Atenuação (dB)
100 57,7
125 57,4
160 61,9
200 64,1
250 63
315 65
400 66,5
500 64,7
630 65,3
800 63,9
1000 61,8
1250 57,6
1600 51,7
2000 43,1
2500 35,7
3150 31,5
Fonte: Autor, 2014
76
2. Obtenção de um valor único em dB
A NBR 15575-3 fornece um único valor, tornando-se necessário transformar
os L’nT obtidos para cada frequência especificada na norma em um número único,
de acordo com a ISO 717-2.
2.1 Descrição do cálculo do L’nT,w explícito na ISO 717-2
A fim de se avaliar os resultados de uma medição de L'nT em 1/3 de bandas
de oitava, os dados da medição deverão ser dados com uma casa decimal. A curva
de L’nT obtida na medição de campo deve ser ajustada à curva de valores de
referência até que a soma dos desvios desfavoráveis seja tão grande quanto
possível, mas não maior que 32 dB.
O ajuste que mais se aproximar deste somatório será utilizado para a
obtenção do número único, L'nT,w , que no caso é referente à frequência de 500 Hz.
Os valores de referência encontram-se na Tabela 2.
Tabela 2: Valores de referência para ruído de impacto
Frequência (Hz)
Valores de referência (dB)
1/3 de bandas de oitava
Bandas de oitava
100 62 125 62 67 160 62 200 62 250 62 67 315 62 400 61 500 60 65 630 59 800 58
1000 57 62 1250 54 1600 51 2000 48 49 2500 45 3150 42
Fonte: ISO 717, 2006
77
2.2 Cálculo do L’nT,w
Subtraiu-se os valores da atenuação, estes com uma casa decimal, dos
valores de referência, considerando-se apenas os resultados positivos. Essas
diferenças foram somadas, obtendo-se um somatório maior que 32 dB, não
satisfazendo a ISO 717-2. Assim, foi-se necessário somar 1 dB ao valor de
referência. Repetiu-se o processo e desta vez obteve-se o somatório de 27,9 dB,
que se encontra dentro do exigido em norma.
O valor único procurado é o referente à frequência de 500Hz, sendo assim o
nível de pressão sonora de impacto padronizado a ser considerado é de 61 dB,
conforme Tabela 3.
Tabela 3: Tabela de obtenção do número único em dB
Frequência
(Hz)
Atenuação
(dB)
Valor de
referência +1 Diferença
100 57,7 63
125 57,4 63
160 61,9 63
200 64,1 63 1,1
250 63,0 63 0,0
315 65,0 63 2,0
400 66,5 62 4,5
500 64,7 61 3,7
630 65,3 60 5,3
800 63,9 59 4,9
1000 61,8 58 3,8
1250 57,6 55 2,6
1600 51,7 52
2000 43,1 49
2500 35,7 46
3150 31,5 43
Σ da diferença = 27,9 dB
Fonte: Autor, 2014
