A CÚSTICA DE E DIFÍCIOS

2.4.1. INTRODUÇÃO

A influência da acústica nos edifícios pode ser observada através dos anfiteatros romanos em comparação com os edifícios modernos em que se vive hoje em dia. A grande diferença, no entanto, entre a vida na Roma antiga e a vida atual moderna, é a presença de ruído num número cada vez mais elevado de fontes, de vizinhos, tráfego e indústria [46].

Com a melhoria dos padrões de vida das pessoas e, consequentemente, o aumento das preocupações relacionadas com o acréscimo dos níveis de ruído, em especial nos grandes centros urbanos, o problema da proteção acústica dos edifícios tem vindo a ganhar ênfase nos últimos anos [47]. Desta forma, os requisitos para a saúde, meio ambiente e desempenho do isolamento sonoro de edifícios tem vindo a aumentar [46].

Assim, o conhecimento do comportamento do som no interior de um compartimento é extremamente importante para adaptar corretamente esse mesmo compartimento à palavra ou música, assim como atenuar o ruído vindo de outro local.

2.4.2. REFLEXÃO E ABSORÇÃO

A pressão sonora num espaço depende das características das fontes sonoras, das características da envolvente, nomeadamente a absorção sonora, a reflexão e a transmissão para outros locais (Figura 2.9).

Figura 2.9 – Influencia das características envolventes na propagação do som [41].

A absorção sonora é a propriedade que determinados materiais dispõem, de poderem transformar parte da energia sonora que incide sobre eles numa outra modalidade de energia, habitualmente a térmica [16]. Esta propriedade é caracterizada através do coeficiente de absorção sonora (α), que varia entre 0 e

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1. Este relaciona a quantidade de energia sonora que é absorvida por um determinado material e a energia que incide sobre ele, dependendo do ângulo de incidência e da frequência do som [16].

Um material dito muito refletor, como é o caso do betão, apresenta um coeficiente de absorção sonora aproximadamente nulo (α cerca de 0,01), enquanto um material muito absorvente tem um coeficiente de absorção sonora elevado (α superior a 0,5) [47]. Assim, um material que apresenta um coeficiente de 0,1 absorve 10% da energia que incide sobre o mesmo [16].

A reflexão é designada como a mudança de direção abrupta de uma onda sonora entre dois meios físicos diferentes, normalmente acompanhada com mudanças de amplitude e fase [48]. Ela depende das caraterísticas físicas dos materiais que constituem os meios de propagação, bem como a frequência e o ângulo de incidência da onda [1].

2.4.3. TEMPO DE REVERBERAÇÃO

As ondas sonoras num determinado compartimento podem ser de origem direta ou refletida. As ondas diretas atingem o recetor sem encontrar no seu caminho nenhum obstáculo, enquanto as ondas refletidas chegam ao ouvinte após uma ou sucessivas reflexões nas superfícies que a sala possui [16]. Após as sucessivas reflexões, as ondas refletoras vão-se tornando cada vez mais fracas, devido às absorções sofridas pelos elementos constituintes do compartimento bem como pela absorção sonora do ar [33]. O tempo de reverberação (𝑇) é definido como o intervalo de tempo que um som demora a extinguir-se completamente [16]. Foi definido por Wallace Clement Sabine, como sendo o tempo necessário para que o nível de pressão sonora demore a decair 60 dB após a interrupção da emissão sonora [49,50]. Em 1898, esse físico americano determinou a relação entre a absorção sonora, o volume do local e o tempo de reverberação [16], no qual desenvolveu a fórmula de cálculo (equação 8) mais utilizada em projetos de acústica [53]:

𝑇 = ^0,16×𝑉

𝐴 (8)

onde V é o volume do compartimento (m3) e A a absorção sonora equivalente (m2), que pode ser determinada a partir da equação (9).

𝐴 = ∑^𝑛_𝑖=1𝛼_𝑖× 𝑆_𝑖 (9)

sendo α o coeficiente de absorção sonora do material (sem unidade) e S a área da superfície real do material (m2).

Em termos genéricos é possível simplificar a fórmula de Sabine segundo a equação (10). 𝑇 = _∑ ^0,16×𝑉

𝛼_𝑖

𝑛

𝑖=1 ×𝑆_𝑖+∑^𝑀_𝑗=1𝐴_𝑗+𝑚𝑉 (10)

em que Aj representa as absorções sonoras localizadas e m a absorção sonora relativa do ar (m-1) em função da temperatura e humidade relativa.

De uma forma geral, o tempo de reverberação está diretamente relacionado com as condições geométricas e com as características de absorção sonora do compartimento [16], dependendo fundamentalmente do seu volume e do fim a que se destina. Por exemplo, para uma sala destinada à palavra, o tempo de reverberação deverá ser baixo para que se perceba a inteligibilidade da conversa, sem provocar cansaço, tanto no orador como no recetor [46]. Já em salas destinadas à música o tempo de reverberação deve ser mais elevado.

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2.4.4. ISOLAMENTO SONORO DE RUÍDOS DE CONDUÇÃO AÉREA

2.4.4.1. Enquadramento

O ruído de condução aérea é proveniente de excitações diretas do ar através de fontes sonoras que se materializam em dois grandes grupos: ruídos provenientes do exterior (produzidos pelo ruído de tráfego e pelas atividades exteriores ruidosas) e ruídos vindos do interior (com origem no funcionamento de equipamentos, e da própria atividade humana no interior do edifício) [52].

Nesta situação é simples de perceber que os sons vindos do exterior irão determinar o tipo de isolamento sonoro da envolvente dos edifícios, enquanto os sons interiores serão fundamentais para o isolamento a ser assegurado pelos elementos do compartimento em estudo [52].

O comportamento acústico dos elementos construtivos dependem essencialmente da sua massa e/ou da existência de uma duplicação física do material separador que atuam por forma a aumentar o isolamento sonoro a ruídos aéreos [16].

A redução sonora (R), em dB, é o elemento caraterizador do isolamento sonoro de ruídos de condução aérea de um determinado elemento e pode ser definido pela equação (11).

𝑅 = 10 log (1/𝜏) (11)

onde, 𝜏 é o coeficiente de transmissão que se determina pela razão entre a energia sonora transmitida e a energia sonora incidente [16].

É importante que na fase de projeto a avaliação do isolamento sonoro seja corretamente avaliado e que este se encontre em conformidade com o disposto nas exigências estabelecidas e suportadas pela regulamentação em vigor, com a finalidade de que o ambiente no interior dos edifícios satisfaça os padrões de conforto adequados [33].

2.4.4.2. Isolamento Sonoro entre Espaços

As medições realizadas in situ possibilitam a avaliação da conformidade do isolamento sonoro do espaço com desempenho expectável enquanto as medições em laboratório apenas permitem atribuir uma quantificação do isolamento conferido por um determinado elemento de compartimentação [50]. Assim, as medições realizadas in situ do isolamento sonoro de ruídos aéreos entre compartimentos são feitas de acordo com as especificidades da norma NP EN ISO 16283-1:2014 (Acústica - Medição in situ do isolamento sonoro em edifícios e de elementos de construção - Parte 1: Isolamento a sons de condução aérea) [53], de preferência para bandas de frequência de um terço de oitava. A norma é aplicável a recintos recetores entre os 10 e os 250 m3, no intervalo de frequências entre os 50 e os 5000 Hz [53]. Além do mais, esta norma especifica e clarifica alguns requisitos para os equipamentos utilizados neste âmbito.

I. Isolamento Sonoro Bruto (D)

Admitindo a existência de uma fonte sonora num determinado compartimento emissor, que poderá ser caracterizado por um determinado nível médio de pressão sonora 𝐿1, este será parcialmente transmitido para um local recetor pela vibração dos elementos da envolvente, dando origem a um nível médio de pressão sonora 𝐿2 no local recetor [16] (Figura 2.10).

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Figura 2.10 – Transmissão sonora entre dois compartimentos [33].

A diferença entre 𝐿1 e𝐿2 designa-se de isolamento sonoro bruto (D), representado na equação (12). 𝐷 = 𝐿₁− 𝐿₂ (12)

em que, 𝐿1 representa o nível médio de pressão sonora no compartimento emissor (dB) e 𝐿2 o nível médio de pressão sonora no compartimento recetor (dB).

Atendendo à influência da absorção sonora no compartimento recetor no isolamento sonoro e à necessidade de proceder a inúmeros ensaios em locais ainda não mobilados, bem como a prevenção da criação de condições de absorção superiores às existentes, utiliza-se habitualmente o isolamento sonoro padronizado (DnT), em vez do isolamento sonoro bruto (D) [16].

II. Isolamento Sonoro Padronizado (DnT)

O isolamento sonoro padronizado (DnT), em dB (atualmente exigível pelo regulamento), representa a diferença bruta dos níveis de pressão sonora entre uma sala corrigida pela relação entre o tempo de reverberação médio dessa mesma sala recetora e o tempo de reverberação de referência [10]. Este parâmetro pode ser determinado pela equação (14).

𝐷𝑛𝑇= 𝐷 + 10 𝑙𝑜𝑔 (_𝑇^𝑇

0) (14)

sendo T0 o tempo de reverberação de referência (em geral = 0,5 s), T o tempo de reverberação existente no compartimento recetor e S que representa a superfície do elemento de separação (m2).

Em Portugal o tempo de reverberação de referência toma o valor de 0,5 segundos, uma vez que foi verificado que em compartimentos de habitação, o tempo de reverberação é razoavelmente independente do volume e da frequência [53].

2.4.4.3. Isolamento Sonoro de Fachadas

A medição do isolamento sonoro a ruídos aéreos de fachadas é feita de acordo com a norma NP EN ISO 16283-3:2017 (Acústica - Medição in situ do isolamento sonoro em edifícios e de elementos de construção - Parte 3: Isolamento acústicos de fachadas) [54], sendo que para a legislação em vigor em Portugal, é utilizado atualmente o isolamento sonoro de ruídos de condução aérea padronizado (D2m,nT)