Metodologia de simulação

Para executar a simulação foi necessário realizar o levantamento das dimen- sões e materiais dos elementos existentes nas salas de aula, a fim de calibrar a simu- lação com a situação atual da sala e torna-la o mais semelhante possível com a rea- lidade. As situações atuais de cada uma das salas de aula estudadas foram modela- das no software Sketchup® _{e importadas para o EASE}® _{(Figura 48), no qual cada face}

teve o seu material correspondente escolhido e aplicado.

Figura 48 - Interface do módulo Room Edit do EASE (sala A03).

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Foram, também, definidas a área de audiência (área das carteiras estudantis) e as posições dos receptores e da fonte sonora, conforme procedimentos de medição, como é possível observar na Figura 48, em vermelho. Em todas as simulações foram considerados os materiais e elementos existentes, como vigas e pilares. A área de audiência foi projetada numa distância de 1,50 m da parede da frente e 0,10 m das paredes laterais e de fundo ou dos elementos mais próximos, como pilares. Esta re- gião foi posicionada a 1,20 m do piso, altura usual do ouvido de uma pessoa sentada e mesma altura utilizada nas medições. Foram posicionados quatro “listener seats”, isto é, posições de ouvinte, conforme distâncias utilizadas nas posições de receptor nas medições, também a 1,20 m de altura.

Estas simulações consideraram um Split time de 10 ms e foram calculadas nas bandas de 1/3 de oitava. Cada sala teve o seu ruído de fundo atual inserido por fre- quência, que foi mantido nas simulações de melhoria, já que se trata aqui apenas de modificações de condicionamento acústico e não de isolamento. De forma genérica, utilizou-se 20% de espalhamento para materiais que não possuíssem suas próprias características de difusão especular e apresentassem alguma rugosidade.

É de suma importância que a sala seja modelada da forma mais semelhante possível às condições de medição, já que é através dos dados de medição que são compatibilizadas as simulações a fim de propor mudanças. Foram utilizados os mate- riais expostos na Tabela 9 de acordo com a sua existência em cada sala. Na região inferior da tabela estão listados os coeficientes de absorção dos materiais utilizados nas proposições de melhoria.

As simulações foram realizadas para os Padrões 01, 03, 04 e 05. Optou-se por não simular o Padrão 02 diante se sua baixa representatividade no IFRN. Além disso, a forma em planta semelhante aos Padrões 04 e 05 possibilita a replicação das solu- ções ideais para estes padrões na sala do Padrão 02, já que se espera, pela forma e dimensões, que o comportamento acústico seja semelhante. Os Padrões 04 e 05 fo- ram agregados devido à sua conformação em planta ser igual quanto às dimensões, variando apenas na presença de elementos, como pilares, e nas dimensões das ja- nelas, o que possibilitava aplicação das mesmas soluções em ambos os padrões.

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Tabela 9 - Coeficientes de absorção dos materiais utilizados nas simulações.

Materiais utilizados Coeficientes de absorção (α) por frequência (Hz)

125 250 500 1000 2000 4000 8000

Alvenaria com reboco de gesso liso 0,02 0,02 0,03 0,04 0,04 0,03 0,03

Bloco de concreto pintado 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02

Janelas envidraçadas 0,25 0,15 0,10 0,05 0,03 0,03 0,03

Porta de madeira com núcleo vazio 0,15 0,10 0,06 0,08 0,10 0,05 0,02

Metal (venezianas) 0,05 0,10 0,10 0,10 0,07 0,02 0,10

PVC (policloreto de vinila) 0,03 0,03 0,03 0,03 0,05 0,05 0,03

Concreto emassado e pintado 0,01 0,01 0,01 0,03 0,04 0,05 0,05

Cadeiras em madeira sem almofada 0,05 0,08 0,10 0,12 0,12 0,12 0,12

Cadeiras em plástico 0,07 0,10 0,20 0,14 0,14 0,14 0,14

Piso em granilite 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02

Tela de projeção 0,20 0,30 0,50 0,40 0,60 0,60 0,60

Lousa em vidro 0,25 0,15 0,10 0,05 0,03 0,03 0,03

Forro mineral OWA Janus (proposto) 0,45 0,65 0,70 0,70 0,80 0,75 0,75

Gesso acartonado liso (proposto) 0,15 0,11 0,04 0,04 0,07 0,08 0,08

Na situação atual foram simuladas as salas C01 (Padrão 01) e A03 (Padrão 04 e 05), consideradas como as de piores situações devido ao volume maior dentro das salas componentes dos padrões correspondentes. Já que o Padrão 03 apresentava apenas a sala G03, esta também foi modelada e simulada. Os resultados de T20 obti-

dos nestas simulações através dos listeners seats foram comparados com os dados de medição a fim de calibrar as simulações, já que a média obtida nas medições era proveniente somente dos quatro pontos de recepção. A área de audiência também teve sua resposta simulada a fim de promover resultados visuais para toda a sala, sendo possível avaliar o comportamento acústico da sala.

Estando de acordo, estas mesmas salas foram modificadas no próprio software EASE® _{através do seu módulo Room Edit para simulações de propostas de melhorias.}

Em todas as salas o forro foi rebaixado para 2,60 m, conforme recomendação do FNDE para pé-direito mínimo para salas de aula infantis, já que não existem dados sobre salas de aula para ensino superior. Deste modo foi possível comparar as salas de acordo com sua forma em planta através dos resultados encontrados, já que o pé- direito se manteve igual para todas as salas. Além disso, essa medida era possível em todas as salas, resultando em salas com forro reto sem interrupção de vigas, va- riando a altura do plenum. A Figura 49 representa a interface do software no módulo

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Room Edit, em que aparece a sala A03 após as modificações (com forro rebaixado, sem vigas, elementos como janelas e bandeiras das portas e janelas diminuídos em altura, tela de projeção movida para baixo).

Figura 49 - Interface do EASE com representação da sala A03 modificada.

Fonte: print screen do EASE (2017).

Nas salas modificadas, o forro foi dividido em três regiões (50% + 25% + 25%) de forma que possibilitasse a divisão do forro em 75 e 25%; e 50 e 50% para a apli- cação de materiais diferentes, bem como esta definição para 100% do forro. A parede posterior também foi dividida de forma que fosse possível modificar o material da por- ção superior desta, abrangendo 25% da área da parede em todos os casos. Vale res- saltar que a área de material absorvente (25%) da parede posterior é significativa- mente menor que a mesma proporção (25%) do forro. A adição de uma ou outra área não provoca mesma adição na área total de material absorvente na sala.

As divisões do forro durante a modelagem facilitaram o procedimento de simu- lação, possibilitando modificações apenas nos materiais destas áreas específicas a partir da criação de novos arquivos de simulação. A Figura 50 representa a modela- gem da sala A3 na situação atual com adição de linhas verdes, que retrata a posição do forro adicionado nas situações propostas. A Figura 51 representa a situação pro- posta da mesma sala, com alteração de pé-direito e tipo de forro, na qual são repre- sentados os elementos ocultos pelo novo forro em linhas tracejadas. Ressalta-se que as linhas verdes e tracejadas foram adicionadas graficamente em ambas as figuras e

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não existem na modelagem utilizada para a simulação. Todas as salas foram ora si- muladas na situação atual, ora simuladas com o material proposto para a melhoria em diversas conformações, como indicado na Tabela 10.

Figura 50 - Sala na situação atual com destaque em verde para forro adicionado.

Fonte: EASE (2017), modificado pela autora.

Figura 51 - Sala na situação proposta com elementos acima do forro em linha tracejada.

Fonte: EASE (2017), modificado pela autora.

Tabela 10 - Nomenclatura das soluções propostas.

Nomenclatura Posição do forro absorvente (em destaque) Forro absor- vente Forro refletor Parede posterior absorvente Parede pos- terior refle- tor S.A. 0% 100% 0% 100% FA50% 50% poste- rior 50% anterior 0% 100% FA50%PPA25% 50% poste-

rior 50% anterior 25% superior 75% inferior

FA75% 75% poste-

rior 25% anterior 0% 100%

FA75%PPA25% 75% poste-

rior 25% anterior 25% superior 75% inferior

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Para as propostas de melhorias, foi escolhido um forro mineral comercial para ser o material absorvente utilizado no forro e na parede posterior. Esta decisão se baseou no fato de que estas propostas podem ser realmente aplicadas pelas institui- ções de ensino público, o que viabiliza uma predição mais realística. Comparou-se os coeficientes de absorção entre os forros minerais das marcas comerciais mais conhe- cidas no país, optando-se pelo forro mineral Janus, da empresa OWA. Este forro foi escolhido por ter comportamento relativamente linear, sem priorizar a absorção ex- cessiva de alguma frequência. Os dados técnicos deste material são apresentados na Figura 52. Esta decisão não determina, no entanto, que somente este tipo de forro pode ser utilizado a fim de melhorar a qualidade sonora do ambiente. Para a porção refletor do forro, nas situações em que este foi acrescentado, foi utilizado gesso acar- tonado liso comum.

Figura 52 - Características técnicas do forro escolhido para simulações de melhoria.

Fonte: http://www.owa.com.br/produtos/forros-minerais-owa/forros-mineral-revestimentos-acustico-isolamento- acustica-sonex-janus.html. Acesso em: 28 de novembro de 2017.

O gesso acartonado liso utilizado como material refletor para os tipos de forro propostos é composto de uma chapa laminada com mistura de gesso, água e aditivo entre duas lâminas de cartão. Esse material pode ser utilizado em áreas secas, tanto

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em paredes e tetos como revestimento (KNAUF, 2016). Por se tratar de um material liso, possui baixos índices de coeficiente de absorção (Gráfico 1).

Gráfico 1 - Coeficientes de absorção do gesso acartonado liso.

Fonte: EASE® (2017)

As simulações no EASE® _{proporcionaram, como dados de saída, gráficos e}

imagens sobre as situações simuladas. Para este trabalho, os gráficos apresentam- se nas frequências de 1/1 banda de oitava e as imagens foram geradas na frequência de 1 kHz, considerada frequência fundamental.