Ruído em recintos
Ruído em recintos
Reverberação
Absorção sonora em
recintos
A
recinto
= A
sup. recinto
+ A
diversos
+ A
ar
Absorção sonora do ar ambiente:
Aar = 4V.
m
V = volume do recinto (m
3
)
Absorção sonora:
= 1 totalmente absorvente
= 0 totalmente reflexiva
Iincidente
Irefletida
Iincidente
Irefletida
Iincidente
Iincidente
Iabsorvida
1
Coeficiente de transmissão
Iincidente
ida
Itransimit
Absorção pode ser obtida por
três mecanismos básicos:
Materiais porosos
Painéis ressonantes
Materiais porosos:
Dissipação de energia
flutuações
da pressão acústica que bombeia ar
dentro e for a do material
Fricção entre o fluxo de ar e as
passagens tortuosas do material
dissipa energia como fricção
calor
Materiais
fibra de vidro, espuma de
Ruído em recintos
Mais eficientes para absorção de
sons de alta frequência
Eficiência
espessura em relação
ao comprimento de onda do som
incidente
pelo menos ¼ de um
comprimento de onda.
Dispositivos especializados
de absorção sonora
Necessidade eventual de elevar a
Painel perfurado sobre
material poroso/fibroso
Necessidade de proteção mecânica
Uso de painéis perfurados de
madeira, plástico ou metal
Área aberta do material > 20% da
Se área perfurada < 20% da área do
painel:
Ocorrência de pico na curva de
Painéis ressonantes:
Qualquer painel flexível que vibra em
resposta a um som incidente e transmite
alguma energia sonora para outro lado
(decréscimo do som refletido)
Efeito mais pronunciado em baixas
frequências
Painel ressonante
Chapa fina de madeira ou de metal.
Montada sobre espaçadores fixados
na parede ou no teto.
Caracterizado pela densidade
superficial (kg/m
2
).
Deve ser excitado pelo campo
Ressonantes de volume:
Variantes do Ressonador de
Helmholtz
SoundBlox tipo RSC, um bloco de concreto com
ressonador de volume enclausurado para
Coeficientes de absorção sonora de
Ruído em recintos
Coeficiente de Redução de Ruído
–
Ruído em recintos
Determinação experimental da
absorção
Coeficiente de incidência normal
n
usando um tubo de impedância
Coeficiente de incidência aleatória
Ruído em recintos
Coeficiente de Incidência Normal
N
Energia absorvida/energia incidente para uma onda
plana, normalmente incidente sobre uma superfície
absorvente.
Determinação
“
standing wave tube
”
tubo de
impedância
Diâmetro
normalmente
4” de
diâmetro
Diâmetro do tubo
deve ser menor do que ½
comprimento de onda para assegura propagação da
onda sonora plana.
Tubo de 4”
bom para 3300 Hz.
Para frequências mais altas
diâmetro menor deve
Tubo de impedância para
medição de coeficiente de
Conforto Acústico e Térmico - ECI012 - Ruído em recintos
Coeficiente de Absorção
Sabine
Coeficiente médio de uma sala
–
i = absorção da i-ésima superfície
Si = área da i=ésima superfície
S = superfície total da área
N = número de superfícies absorventes
Ruído em recintos
Assumindo uma intensidade uniforme (campo
difuso)
Incremento sonoro em salas
Potência absorvida pelas paredes
intensidade do som incidente
S
I
W
Ruído em recintos
Desde que a intensidade é
proporcional à pressão ao quadrado:
Analogia do tanque com vazamento para
incremento da pressão sonora em uma sala
absorvente.
Fig. 10.7: Nível médio da água
(pressão sonora no campo
reverberante) = f (vazão de
entrada [potência sonora] e
quantidade de vazamentos
[absorção]).
Decaimento sonoro -
Tempo de Reverberação
T60
Tempo necessário para o nível
Ruído em recintos
Tempo de reverberação longo
ideal para salas de música (1,8 a 2,0
s)
Tempo de reverberação pequeno
desejável para inteligibilidade da fala
(sala de aula = 0,4 a 0,6 s)
512 ou 1000 Hz
TR
Ruído em recintos
Tempo de Reverberação ótimo
(Stephens e Bate, 1950)
Onde:
V = volume em metros cúbicos,
Tempos de reverberação recomendados para
Tempos de reverberação desejáveis (segundos)
para várias salas tipicamente encontradas em
unidades educacionais (ASA, 2000)
Local
TR (s)
Recital musical
0,6
–
1,1
Auditórios
1,0
–
1,5
Ginásios
1,2
–
1,6
Relação entre Tempo de
reverberação e dimensões e
materiais da sala
Ruído em recintos
Equação de Sabine:
Assumindo um campo difuso, ar a
24ºC e funciona bem se o coeficiente
de absorção de cada uma das
Ruído em recintos
Para absorções maiores
Ruído em recintos
Absorção do ar
desprezível para
frequências abaixo de 1000 Hz
Caso a sala seja muito grande:
m = constante de atenuação de
Equações de Tempo de
Reverberação para várias
aplicações
Absorção, A
Aplicação
Comentários
S
Salas vivas, todos
valores de
i < 0,20
Equação de Sabine
)
1
ln(
S
’> 0,20, distribuição
uniforme da absorção
Equação de Eyring
mV
A
4
Salas grandes,
Ruído em recintos
Campo direto
intensidade varia
com a distância
Ruído em recintos
Campo reverberante:
Ruído em recintos
Ruído em recintos
Ruído em recintos
Ruído em recintos
Relação entre Fator de diretividade e
índice de diretividade (DI
)
10
10
DI
Equação para estimativa do nível sonoro
em recintos
–
ângulo sólido para livre
propagação
R
r
Q
L
L
p
W
10
log
2
4
= 4
fonte onidirecional
= 2
sobre o piso, afastada de paredes
=
próxima à parede e sobre o piso
Efeito da montagem:
Efeitos de montagem de um painel de fibra de
vidro (24” X 48” X 1,5”) na absorção total:
Absorção sonora (m
2
–
Sabine) - Freqüência (Hz)
Configuração
de
Efeito da montagem
Alternativa para aumentar a absorção
sonora nas baixas frequências:
f
c
4
4
Níveis sonoros em salas
domésticas e escritórios
Fórmula empírica:
r = distância fonte-receptor (m);
V = volume do recinto (m
3
).
dB
f
V
r
L
Isolação de paredes para
sons aéreos
Coeficiente de Transmissão Sonora
Ruído em recintos
Estimativa teórica da perda na
transmissão sonora
Características físicas:
Rigidez à flexão do painel (B)
E = módulo de elasticidade do
material do painel
12
3
Ruído em recintos
Densidade superficial do painel (M) =
t X
PT
fortemente dependente da
frequência do som incidente
Menor a frequência
menor a
Ruído em recintos
Quatro regiões:
Baixas frequências
região controlada
pela rigidez e a controlada pela ressonância
do painel
Médias frequências
região controlada
pela massa do painel
Altas frequências
região controlada
pelo fenômeno da coincidência
Ruído em recintos
Região controlada pela ressonância:
2
2
Ruído em recintos
Cada frequência de ressonância
modo particular de vibração
frequências de ressonância
Ruído em recintos
Ressonância
amplificação do
movimento do painel
som incidente
transmitido eficazmente.
Situações práticas
menor
frequência de ressonância de
partições (paredes divisórias)
bem
abaixo da menor frequência de
Ruído em recintos
Exemplos: parede de vidro de 4 X 2,5
m,
e
= 1 cm e bordas engastadas
10 Hz
Ruído em recintos
Região controlada pela coincidência:
Coincidência
igualdade de comprimentos
de onda
B = comprimento de onda de flexão
Ruído em recintos
C
B
= velocidade da onda de flexão no
painel
sen
c
c
B
4
2
2
M
B
Ruído em recintos
frequência de coincidência:
frequência crítica (fc)
= menor frequência de
coincidência
onda que se propaga rasante
ao painel
= 90º
Ruído em recintos
Região controlada pela massa:
Lei da Massa
f = frequência do som incidente (Hz)
M = densidade superficial da parede (kg/m
2
)
Lei da Massa
47
)
.
log(
20
f
M
PT
c
M
Ruído em recintos
Região controlada pela massa:
Para determinada densidade superficial
PT aumenta 6 dB por oitava (6 dB
para cada duplicação de frequência)
PT se eleva em 6 dB, em toda a faixa de
frequência da região controlada pela
Ruído em recintos
Região controlada pela rigidez
PT aumenta com a redução da
frequência abaixo de fr
aproximadamente 6 dB para cada
redução da frequência pela metade
Estimativa da PT por
método gráfico
Ruído em recintos
Determinação da perda de
transmissão na câmara reverberante
Ruído em recintos
Determinação da perda de transmissão na
câmara reverberante
S = área da parede (m2)
ASrecepção = absorção sonora na sala de
recepção (m2 Sabine)
Ruído em recintos
Redução de ruído
2
1
p
p
L
L
NR
10
10
PT
Perda de transmissão de
paredes duplas
Princípios fundamentais
Não haver nenhuma conexão mecânica
direta entre as duas superfícies da parede
Não haver aberturas ou frestas
Considerações similares para teto e piso:
Isolação de sons de impacto
Ensaio normalizado pela ISO-140-6
Cinco pequenos marteletes de 0,5 kg cada,
em queda livre a uma altura de 4 cm, a 10
impactos por segundo.
PT de paredes duplas
PT aumenta com o espaçamento
entre os painéis e com a presença de
material absorvente.
O material absorvente deve ser o
mais espesso possível.
Fixação em linha: quando o painel é
fixado diretamente ao caibro ou perfil
metálico.
Espaço entre os caibros e perfis será
uniforme.
Fixação pontual: por meio de barras
(a) Fixação em linha com indicação de espaçamento, b.
entre caibros; (b) fixação pontual, com indicação do
Quatro combinações possíveis de
montagem de painéis:
Linha
–
linha;
Das quatro combinações, a pontual
–
linha é excluída, poia a linha
–
pontual
oferece PT maior.
Em fixação pontual: melhores
resultados obtidos quando o painel
com a maior frequência crítica é
Quando a cavidade possui material
absorvente:
Para fixação linha
–
pontual:
Para fixação pontual
–
pontual:
Ruído em recintos
Perda na transmissão de partições
compostas:
Onde
i = coeficiente de transmissão da i-ésima
Ruído em recintos
PT = perda na transmissão do i-ésimo
componente da partição
Ruído em recintos
Perda de Transmissão da partição
Enclausuramentos
Onde:
Lp2’ = nível sonoro sem enclausuramento
Lp2 = nível sonoro com enclausuramento
= coeficiente de absorção no interior do
enclausuramento
= coeficiente de transmissão das paredes do
Classificação STC
Classificação STC é determinada pelo
ajuste dos contornos da norma para os
valores da PT medida e lendo o intercepto
do contorno na frequência de 500 Hz.
Nenhum evento na curva PT deve se situar
mais do que 8 dB abaixo do contorno STC
em qualquer frequência
A somatória dos desvios-padrão dos
Típicas qualidades de audição para uma parede
de classificação segundo a classe de transmissão
sonora (STC)
Classe de
Transmissão
Sonora (STC)
Qualidade da audição através da parede
25
Conversação normal entendida completamente com
facilidade e nitidamente através da parede
30
Conversação elevada entendida razoavelmente bem.
Conversação normal ouvida, mas não entendida.
35
Conversação elevada ouvida, mas não entendida.
40
Onset de privacidade
42
Conversação elevada como um murmúrio.
45
Conversação elevada não audível, 90% da população não
incomodada.
Ruído em recintos
Nível sonoro normalizado de impacto:
A
s.recepção
= absorção sonora da sala
de recepção em m
2
Sabine
2
.
10
log
10
m
A
L
Nível sonoro normalizado de
impacto
Pisos flutuantes
Redução de sons de impacto: instalação
de material resiliente isolador, de
espessura inferior à laje, entre a laje
estrutural e o contrapiso (piso flutuante).
Isoladores: coxins de borracha, cortiça,
etc.
Placas de lãs de vidro, lã de rocha,
Frequência de ressonância
do sistema:
Rigidez do isolador
Rigidez do isolador
Rigidez do isolador
Piso flutuante de reação
localizada
Redução do nível sonoro normalizado de impacto (
Ln) para piso
flutuante de reação localizada excitado com (a) aparato
Piso flutuante de reação
localizada
Nível sonoro normalizado de impacto
com piso flutuante (
L’n
):
Ln: nível sonoro medido na sala de
recepção, com a laje nua
L’n
: nível após a montagem do piso
flutuante.
Conforto Acústico e Térmico - ECI012 - Ruído em recintos
