Conforto Térmico, Luminotécnico e

(1)

Indaial – 2020

C ^onforto t ^érmiCo , L uminotéCniCo e

A ^CústiCo

Prof. Vanderlei Rotelli

1^a Edição

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Elaboração:

Prof. Vanderlei Rotelli

Revisão, Diagramação e Produção:

Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI

Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri UNIASSELVI – Indaial.

Impresso por:

R843c

Rotelli, Vanderlei

Conforto térmico, luminotécnico e acústico. / Vanderlei Rotelli. – Indaial: UNIASSELVI, 2020.

240 p.; il.

ISBN 978-65-5663-182-0

ISBN Digital 978-65-5663-180-6

1. Conforto ambiental. - Brasil. 2. Conforto luminotécnico. – Brasil. Centro Universitário Leonardo da Vinci.

CDD 720.47

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A presentAção

Olá, acadêmico! Seja bem-vindo ao Livro Didático Conforto Térmico, Luminotécnico e Acústico, que apresentará os principais conceitos relacionados ao conforto ambiental, e que devem ser aplicados pelos designers de interiores nos seus projetos.

De posse de algumas informações acerca desses assuntos, o designer pode melhorar a qualidade de vida do usuário. O livro está estruturado em três unidades, estas que pretendem discutir os temas apresentados.

A Unidade 1 tratará do conforto térmico nas edificações, apresentando alguns conceitos e algumas alternativas que podem ser utilizados pelo designer de interiores.

A Unidade 2 procurará explicitar as ideias a respeito do conforto acústico, falando sobre as principais formas de absorção e de isolamento acústico.

A Unidade 3 introduzirá o conforto luminotécnico, discorrendo sobre alguns conceitos físicos e fisiológicos da luz, sobre os vários efeitos luminosos e os principais tipos de luminárias.

Boa leitura e bons estudos!

Prof. Vanderlei Rotelli

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Você já me conhece das outras disciplinas? Não? É calouro? Enfim, tanto para você que está chegando agora à UNIASSELVI quanto para você que já é veterano, há novidades em nosso material.

Na Educação a Distância, o livro impresso, entregue a todos os acadêmicos desde 2005, é o material base da disciplina. A partir de 2017, nossos livros estão de visual novo, com um formato mais prático, que cabe na bolsa e facilita a leitura.

O conteúdo continua na íntegra, mas a estrutura interna foi aperfeiçoada com nova diagra- mação no texto, aproveitando ao máximo o espaço da página, o que também contribui para diminuir a extração de árvores para produção de folhas de papel, por exemplo.

Assim, a UNIASSELVI, preocupando-se com o impacto de nossas ações sobre o ambiente, apresenta também este livro no formato digital. Assim, você, acadêmico, tem a possibilida- de de estudá-lo com versatilidade nas telas do celular, tablet ou computador.

Eu mesmo, UNI, ganhei um novo layout, você me verá frequentemente e surgirei para apresentar dicas de vídeos e outras fontes de conhecimento que complementam o assun- to em questão.

Todos esses ajustes foram pensados a partir de relatos que recebemos nas pesquisas institucionais sobre os materiais impressos, para que você, nossa maior prioridade, possa continuar seus estudos com um material de qualidade.

Aproveito o momento para convidá-lo para um bate-papo sobre o Exame Nacional de Desempenho de Estudantes – ENADE.

Bons estudos!

NOTA

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Olá, acadêmico! Iniciamos agora mais uma disciplina e com ela um novo conhecimento.

Com o objetivo de enriquecer seu conhecimento, construímos, além do livro que está em suas mãos, uma rica trilha de aprendizagem, por meio dela você

terá contato com o vídeo da disciplina, o objeto de aprendizagem, materiais complemen- tares, entre outros, todos pensados e construídos na intenção de auxiliar seu crescimento.

Acesse o QR Code, que levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para seu estudo.

Conte conosco, estaremos juntos nesta caminhada!

LEMBRETE

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s ^umário

UNIDADE 1 — CONFORTO ACÚSTICO... 1

TÓPICO 1 — CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E FISIOLÓGICAS DO SOM ... 3

1 INTRODUÇÃO ... 3

2 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E FISIOLÓGICAS ... 4

RESUMO DO TÓPICO 1... 19

AUTOATIVIDADE ... 20

TÓPICO 2 — CONCEITOS DE ACÚSTICA ARQUITETÔNICA: ABSORÇÃO, REFLEXÃO E REVERBERAÇÃO ... 21

2 CONCEITOS ... 21

TÓPICO 3 — NÍVEIS DE RUÍDO (NBR) ... 37

2 ABORDAGEM ... 37

TÓPICO 4 — TIPOS E MATERIAIS PARA TRATAMENTO ACÚSTICO ... 43

2 EXEMPLOS ... 43

TÓPICO 5 — GEOMETRIA ACÚSTICA ... 61

TÓPICO 6 — PROJETOS DE TRATAMENTO ACÚSTICO EM AUDITÓRIOS ... 71

2 TRATAMENTO ... 71

UNIDADE 2 — CONFORTO TÉRMICO ... 79

TÓPICO 1 — NOÇÕES DE CONFORTO TÉRMICO ... 81

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3 VARIÁVEIS HUMANAS ... 88

4 VARIÁVEIS AMBIENTAIS ... 88

TÓPICO 2 — TROCAS TÉRMICAS ... 93

2 EXPLANAÇÃO ... 93

3 TROCAS TÉRMICAS SECAS ... 95

3.1 CONVECÇÃO ...95

3.2 RADIAÇÃO ...97

3.3 CONDUÇÃO ...99

4 TROCAS TÉRMICAS ÚMIDAS ... 102

4.1 EVAPORAÇÃO ... 102

4.2 CONDENSAÇÃO ... 103

TÓPICO 3 — PROTEÇÃO TÉRMICA: MATERIAIS E TÉCNICAS ... 107

2 MATERIAIS ISOLANTES ... 107

2.1 MANTAS ... 108

2.2 ISOLANTES ÚMIDOS PROJETADOS E INJETADOS ... 109

2.3 PAINÉIS RÍGIDOS ... 109

2.4 MATERIAIS REFLETIVOS E MEMBRANAS ISOLANTES... 110

2.5 SIP OU PAINÉIS SANDWICH PRÉ-FABRICADOS ... 110

3 TÉCNICAS DE PROTEÇÃO TÉRMICA ... 111

TÓPICO 4 — GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO/CARTA SOLAR ... 121

2 GEOMETRIA SOLAR ... 121

3 CARTA SOLAR ... 124

TÓPICO 5 — VENTILAÇÃO/CONVECÇÃO ... 139

2 VENTILAÇÃO ... 139

3 CONVECÇÃO ... 142

TÓPICO 6 — APLICAÇÃO DE MATERIAIS EM PROJETOS ... 149

2 APLICAÇÃO ... 149

LEITURA COMPLEMENTAR ... 154

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UNIDADE 3 — CONFORTO LUMINOSO ... 163

TÓPICO 1 — NATUREZA DA LUZ ... 165

2 ABORDAGEM ... 165

TÓPICO 2 — CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E FISIOLÓGICAS DA LUZ ... 171

2 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA LUZ ... 171

3 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS DA LUZ ... 175

TÓPICO 3 — NÍVEIS DE ILUMINÂNCIA ... 183

2 FLUXO LUMINOSO ... 183

3 INTENSIDADE LUMINOSA ... 185

4 ILUMINÂNCIA ... 185

5 LUMINÂNCIA ... 186

6 TEMPERATURA DE COR ... 187

7 ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DE CORES ... 188

8 EFICIÊNCIA LUMINOSA ... 189

TÓPICO 4 — CÁLCULO LUMINOTÉCNICO ... 195

2 CÁLCULO ... 195

TÓPICO 5 — EFEITOS DE ILUMINAÇÃO EM PROJETOS RESIDENCIAIS ... 205

2 EFEITOS DE ILUMINAÇÃO ... 205

2.1 ILUMINAÇÃO DIRETA ...206

2.2 ILUMINAÇÃO INDIRETA ...207

2.3 ILUMINAÇÃO DE DESTAQUE ... 211

2.4 ILUMINAÇÃO DE TAREFA ... 212

2.5 WALL WASHING ... 214

2.6 UPLIGHT ... 215

2.7 BACK LIGHT ... 217

3 TIPOS DE LUMINÁRIAS ... 218

3.1 PLAFON ... 218

3.2 LUMINÁRIAS PENDENTES ...220

3.3 LUSTRES ... 221

3.4 SPOT ...222

3.5 LUMINÁRIAS DE MESA ...223

3.6 LUMINÁRIAS DE PISO...224

3.7 ARANDELAS ...225

3.8 BALIZADORES ...226

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LEITURA COMPLEMENTAR ... 227

REFERÊNCIAS ... 238

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UNIDADE 1 —

CONFORTO ACÚSTICO

OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

PLANO DE ESTUDOS

A partir do estudo desta unidade, você deverá ser capaz de:

• entender as características físicas e fisiológicas do som;

• conhecer as formas de propagação do som;

• compreender os conceitos de absorção, reflexão e reverberação;

• entender os níveis de ruído indicados na norma;

• conhecer os principais materiais e técnicas de tratamento acústico.

Esta unidade está dividida em seis tópicos. No decorrer da unidade, você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo apresentado TÓPICO 1 – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E FISIOLÓGICAS DO SOM TÓPICO 2 - CONCEITOS DE ACÚSTICA ARQUITETÔNICA: ABSORÇÃO, REFLEXÃO E REVERBERAÇÃO

TÓPICO 3 – NÍVEIS DE RUÍDO (NBR)

TÓPICO 4 – TIPOS E MATERIAIS PARA TRATAMENTO ACÚSTICO TÓPICO 5 – GEOMETRIA ACÚSTICA

TÓPICO 6 – PROJETOS DE TRATAMENTO ACÚSTICO EM AUDITÓRIOS

Preparado para ampliar seus conhecimentos? Respire e vamos em frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverá melhor as informações.

CHAMADA

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TÓPICO 1 —

UNIDADE 1

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E FISIOLÓGICAS DO SOM

1 INTRODUÇÃO

Podemos entender o conforto ambiental como um estado de satisfação de uma pessoa em um determinado local, ou seja, se uma pessoa está confortável em um ambiente quando todos os estímulos a deixam em um estado de tranquilidade e calma. Resumidamente, podemos dizer que uma pessoa está confortável em relação a um fenômeno quando pode observá-lo ou senti-lo, sem incômodo ou preocupação. Essa observação pode parecer óbvia, mas preste atenção quando isso acontece, ou seja, como na maior parte das vezes não estamos confortáveis em nosso dia a dia, seja na rua, nos nossos locais de trabalho ou, até mesmo, nas nossas residências.

Estar confortável em um local vai além da acústica, ou seja, depende do conforto térmico, do conforto luminoso, do conforto ergonômico etc. Além disso, existe um fator psicológico, que é difícil de ser quantificado, por ser pessoal, isto é, se você gosta do estilo de música que está tocando no rádio, se você está aproveitando o fenômeno de maneira plena e sem desconforto. Contudo, se você não gosta do estilo de música, você não está aproveitando o fenômeno, independentemente do volume do som e da qualidade dos aparelhos que estão sendo utilizados. Você consegue perceber como a referência é pessoal e difícil de mensurar? De qualquer forma, existem vários parâmetros que precisamos seguir, e que estudaremos no decorrer do curso.

Independentemente de tudo isso, a redução das interferências e dos ruídos é um requisito para o conforto acústico, e vamos estudar como pode ser medido e como podemos resolver esses problemas. Pronto (a) para começar?

Nesta disciplina, estudaremos as principais características físicas do som, além de como nossos projetos de interiores são diretamente afetados por esse tipo de interferência, ou seja, como o ruído em excesso pode atrapalhar o conforto dos nossos usuários e, principalmente, como podemos tratar desse incômodo e melhorar a situação das pessoas envolvidas.

Esperamos que, com o conteúdo, você consiga entender a performance de materiais acústicos e fazer as adaptações e alterações necessárias em projetos que necessitam de tratamento acústico.

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UNIDADE 1 — CONFORTO ACÚSTICO

2 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E FISIOLÓGICAS

Primeiramente, estudaremos as características físicas do som, pois é preciso entender como o som se comporta fisicamente, para que seja possível compreender como as formas de absorção e vedação trabalham.

A nossa primeira pergunta deve ser: “O que é o som?” Teremos várias respostas para essa pergunta, dependendo da fonte em que pesquisarmos. Isto é, se procurarmos por uma resposta na física, veremos que o som é uma forma de energia vibratória que se propaga em um meio, já a psicologia menciona que o som é uma sensação inerente a cada indivíduo, ou seja, cada ciência dá uma resposta para a pergunta, mas o que precisamos entender para nosso uso é mais simples e direto, ou seja, como deixar o indivíduo confortável com relação ao fenômeno acústico.

Fisiologicamente, percebemos o som pela vibração das moléculas de ar que estão suspensas no ambiente, isto é, o som se propaga através de um meio, no caso, o ar, e o que percebemos é essa vibração.

Conforme as partículas mais próximas dessa fonte vão se movendo, elas vão atingindo outras partículas que estão nas proximidades, que também se movem e atingem outras partículas e, dessa maneira, o som vai se propagando.

Quanto mais distante da fonte sonora uma partícula estiver, menor será a força com a qual ela será atingida e irá se mover.

Imagine a seguinte situação: o som parte de uma fonte, que inicia o movimento das partículas. Essa fonte sonora pode ser uma pessoa, um veículo, um aparelho de som, enfim, qualquer fonte que você puder imaginar.

NOTA

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TÓPICO 1 — CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E FISIOLÓGICAS DO SOM

FIGURA 1 – PROPAGAÇÃO DO SOM

FONTE: O autor

O som pode ser percebido entre ambientes, até mesmo, através de pequenas vibrações. Por que você acha que isso acontece? Exatamente! Como o som se propaga pela vibração das moléculas, quando as partículas de ar se chocam contra um obstáculo, como uma parede, por exemplo, elas fazem com que as partículas da parede vibrem, transmitindo o som, através dessa vibração, para os cômodos contíguos. Portanto, quanto mais fina for uma parede, mais ela vibra, e mais som é transmitido.

O som também pode ser definido como uma diferença de pressão, ou seja, a pressão atmosférica é constante e estática, e quando uma pessoa fala ou faz algum barulho, ela está interferindo na pressão atmosférica, causando um abalo que será sentido pelas outras pessoas, como um som. Dependendo da pressão sonora envolvida, esse abalo na pressão pode ser sentido, fisicamente, pelo deslocamento do ar, além do barulho, como quando ocorre a explosão de uma bomba.

Assim, começaremos a entender alguns conceitos importantes para a compreensão do comportamento e como podemos fazer o tratamento acústico dos espaços.

A primeira coisa que você deve saber é que o som é uma onda e que se propaga de maneira tridimensional, ou seja, a partir de um emissor, o som se propagará em todas as direções. Além disso, como qualquer tipo de onda, o som precisa de um meio físico para se propagar, isto é, o som só se propaga se houver um material no qual ele se espalha. Como vimos, a colisão entre as partículas propaga o som, portanto, se não existirem partículas, o som não pode se propagar.

Estudaremos alguns parâmetros dessa onda, que a caracterizam e que permitem a quantificação do som. O primeiro parâmetro relativo a uma onda, que devemos entender, é a “frequência”. A frequência de uma onda pode ser

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entendida como o número de ciclos que uma onda faz em um determinado período de tempo, ou seja, quantas vezes essa onda sai do seu estado de repouso, atinge seu ponto máximo (conhecido como pico), atinge seu ponto mínimo (conhecido como vale), e volta ao seu estado inicial de repouso.

O físico que definiu esse tipo de medição foi Heinrich Rudolf Hertz, que determinou que a frequência é o número de ciclos em um segundo. Essa medida, em homenagem a esse físico alemão, ficou conhecida como Hertz.

A seguir, será possível observar que, em um período de um segundo, a onda percorre dois ciclos completos, o que significa que essa onda tem uma frequência de 2 Hertz, ou 2 Hz.

FIGURA 2 – FREQUÊNCIA

FONTE: O autor

O próximo parâmetro a ser estudado é o “período” de uma onda. Esse

“período” tem uma relação direta com o tempo. O período de uma onda pode ser definido como o tempo de duração de um ciclo, ou seja, o tempo que uma onda leva para sair do seu estado de repouso, atingir seu pico, atingir seu vale, e voltar ao estado inicial de repouso.

Vimos, anteriormente, que a frequência da onda é de 2 Hz, ou seja, em um segundo, a onda percorre dois ciclos. Qual é o período da onda representada?

Isso mesmo! 0,5 segundos, ou seja, se, em um segundo, a onda percorre dois ciclos, isso significa que ela percorre um ciclo em 0,5 segundos.

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FIGURA 3 – PERÍODO

FONTE: O autor

Em tipos de ondas diferentes, esse período pode ter uma variação praticamente infinita de tempo, de muito curto a muito extenso, mas, é claro que, quando falamos de som, esses tempos são muito pequenos.

Um outro parâmetro que utilizamos para definir as ondas sonoras é a

“Amplitude”. Podemos definir a amplitude de onda como a distância entre o ponto de equilíbrio da onda e o seu pico ou o seu vale.

Como falamos de distância, a medida da unidade da amplitude da onda pode ser o metro, o centímetro ou, ainda, o milímetro. Também podem ser utilizadas outras medidas, como o Pascal, mas, para nossos trabalhos, utilizaremos o metro ou suas divisões.

A seguir, será possível ver que a amplitude da onda que está representada é de 0,012cm.

A amplitude de uma onda vai do repouso até o pico.

NOTA

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FIGURA 4 – AMPLITUDE

FONTE: O autor

Apenas para fixar os conceitos que vimos, qual é a frequência da onda representada? Como sabemos que a frequência é medida em segundos, podemos verificar que um ciclo completo dessa onda demora dois segundos, certo?! Isso significa que a frequência é de 0,5 Hz, ou seja, em um período de um segundo, a onda percorre a metade de um ciclo. Além disso, qual é o período da onda? Isso mesmo! Essa onda tem um período de dois segundos, ou seja, a onda faz um ciclo completo em dois segundos.

O próximo parâmetro a ser estudado é o “Comprimento de Onda”. No parâmetro anterior, o comprimento é dado em metros, centímetros ou milímetros, pois é uma medida de distância. Essa distância é medida entre pontos iguais da onda, isto é, a distância é medida entre o momento de repouso, ou o de pico, ou o de vale. O comprimento da onda fornece a distância entre pontos da onda que têm as mesmas características.

A seguir, poderemos notar que o comprimento de onda é de 10m, ou seja, a distância entre pontos iguais dessa onda é de 10m. Podemos perceber que existe uma letra grega, o λ (lambda). Esse é o símbolo utilizado para indicar o comprimento de onda. Também é possível perceber que não temos a presença do tempo, então, não podemos calcular o período e a frequência da onda.

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FIGURA 5 – COMPRIMENTO DE ONDA

FONTE: O autor

O último parâmetro que existe para todas as ondas é a “Velocidade”. A velocidade, obviamente, é uma medida da rapidez com que a onda se propaga em algum meio. A velocidade é representada pela letra “v”.

A velocidade de propagação (v) é a divisão da distância percorrida pela onda pelo tempo necessário para percorrer essa distância. Como estamos falando de uma distância dividida por um tempo, a unidade de medida da velocidade de propagação é dada em metros por segundo (m/s).

Você já deve ter percebido que a velocidade de onda é uma relação entre o comprimento de onda (λ) e o período, ou seja, é a divisão do comprimento de onda pelo período.

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FIGURA 6 – VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DA ONDA

FONTE: O autor

No caso do som, quanto mais denso o meio no qual a onda está se propagando, mais rápida é a sua velocidade. Isso significa que o som se propaga mais rápido na água do que no ar, por exemplo. Para que se tenha uma ideia, consideramos que a velocidade do som no ar é de 340 m/s.

QUADRO 1 – VELOCIDADE DO SOM EM DIFERENTES MEIOS

FONTE: <https://www.todamateria.com.br/velocidade-do-som/>. Acesso em: 5 jul. 2019.

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Para nós, designers, pensando no conforto acústico dos nossos clientes, o fato de o som se propagar mais rapidamente no concreto do que no ar, por exemplo, pode ser um problema muito grave e difícil de ser resolvido. Por que isso pode ser um problema? Como o som se propaga mais rápido em meios mais densos, fica mais difícil de absorvê-lo, ou seja, é mais difícil de absorver o som que está se propagando pelo concreto do que o som que se propaga pelo ar.

Já que estamos falando da velocidade de propagação do som, temos a certeza de que você já assistiu a algum filme da série Guerra nas Estrelas, ou algum outro filme de ficção científica. Podemos perceber que a maior parte desses filmes tem várias cenas de ação, com explosões, raios disparando e naves voando para todos os lados. Outra coisa presente na maior parte desses filmes é o som das explosões, das armas e das naves. Você acha que essas cenas aconteceriam, de verdade, caso tivéssemos a tecnologia, isto é, as batalhas seriam tão barulhentas?

Isso mesmo, é claro que não ouviríamos nenhum som, porque, como já vimos, o som precisa de um meio para se deslocar e, no espaço, há o vácuo, o que quer dizer que não existe nenhum meio físico que permita o deslocamento do som.

Essa é uma liberdade que os cineastas tomam para que os filmes fiquem mais emocionantes.

Simples até agora, certo?! Então, estudaremos algumas características fisiológicas do som, estas que têm a ver com a nossa audição e a maneira como nós o percebemos.

A primeira característica sonora que vamos estudar é a “Intensidade Sonora”. A intensidade sonora tem relação direta com a quantidade de energia transportada pela onda sonora.

A intensidade sonora é o que chamamos, normalmente, de volume do som. Quando uma pessoa pede para que aumentemos o volume do rádio ou da televisão, ela está pedindo para que aumentemos a intensidade sonora, ou seja, a quantidade de energia que aquela onda sonora está transportando. A intensidade sonora é medida em decibéis, que é uma divisão de 1 bel. Essa escala é relativa, isto é, não tem dimensão, e é uma escala logarítmica, ou seja, 2dB não são o dobro de 1dB, mas uma quantidade muito maior.

0 dB é o limiar da audição, ou seja, o som mais baixo que o ser humano consegue ouvir, enquanto 120 dB é o limiar da dor, causando a surdez com uma exposição muito curta. O decibel será usado em nossos cálculos acústicos.

Existe uma lei da física que nos ajuda a entender como a intensidade sonora diminui com a distância. É a lei do inverso do quadrado da distância.

A seguir, poderemos entender como o som perde sua potência conforme vai se distanciando da fonte. Se você tem uma distância “r”, o som atinge uma área

“A”; se dobrarmos a distância para “2r”, a área atingida pelo som quadruplica, ou seja, a intensidade sonora é inversamente proporcional ao quadrado da distância.

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FIGURA 7 – LEI DO INVERSO DO QUADRADO DA DISTÂNCIA

FONTE: <https://taniapinto23.files.wordpress.com/2011/04/imagem12.gif>. Acesso em: 6 jul. 2019.

Na prática, significa que, se da fonte sonora estiver saindo uma intensidade de som igual a “X”, o ponto “r”, localizado 1m de distância da fonte, chegará à mesma quantidade de som “X”. No ponto 2r, localizado 2m de distância da fonte, a intensidade de som que chegará será de “X/4”, ou seja, apenas 0,25X em relação ao som que está saindo da fonte original. No ponto “3r”, que está localizado 3m de distância da fonte original, a intensidade de som que chegará será de “X/9”, nove vezes menos do que o som que saiu da fonte.

Essa lei tem uma relação direta com o que vimos no começo desta unidade, isto é, conforme a distância da fonte sonora aumenta, as partículas que foram movimentadas por essa fonte vão perdendo a sua força. Isso pode ser um grande problema para um show, por exemplo, pois as pessoas, mais perto das caixas acústicas, ouvirão uma quantidade ensurdecedora de som, garantindo que as pessoas mais distantes dos palcos e das caixas acústicas consigam ouvir algum som. Você consegue perceber como isso influencia, diretamente, nossos projetos de auditórios e teatros? Onde colocar as caixas acústicas, de tal forma a garantir que todos os presentes ouçam a mesma quantidade de som? Acertar esse cálculo e esse posicionamento é um grande desafio para os especialistas em som arquitetônico.

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FIGURA 8 – POSICIONAMENTO DAS CAIXAS ACÚSTICAS

FONTE: <https://www.somaovivo.org/artigos/a-lei-dos-inversos-dos-quadrados-e-o-audio/>.

Acesso em: 6 jul. 2019.

No exposto, temos um grupo de caixas acústicas na posição “ST1”. Essa é a posição mais tradicional de uso dessas peças no palco, próximo aos músicos, ou no púlpito, próximo ao pastor ou ao padre, se pensarmos em um local de culto. Nessa posição, podemos ter a certeza de que, se o ouvinte “ov1” estiver ouvindo confortavelmente, o ouvinte “ov2”, mais distante do palco, ou do púlpito, não estará ouvindo praticamente nada, enquanto que se o ouvinte “ov2”

estiver ouvindo confortavelmente, certamente, o ouvinte “ov1” estará com uma intensidade sonora ensurdecedora. Já a posição do conjunto de caixas acústicas indicado na posição “ST2”, no alto do palco, diminui a diferença entre as distâncias que o som deve percorrer entre os ouvintes “ov1” e “ov2”, o que quer dizer que a diferença entre a intensidade sonora ouvida pelos dois ouvintes é menor.

Essa é uma das formas de resolver o problema. Você consegue pensar em alguma outra? Isso mesmo! Podemos ter um conjunto de caixas acústicas, com menor potência, na parte dos fundos da sala. Podemos, ainda, colocar os alto-falantes pendurados no centro da sala. Você percebe como existem outros modos? O que precisamos é entender a física do som, e como podemos resolver os problemas do nosso cliente. Dessa forma, o estudo das características físicas e fisiológicas do som influencia, diretamente, a qualidade do nosso trabalho.

O exposto a seguir mostrará a escala de decibéis, e é possível notar que sons até cerca de 50 dB são considerados repousantes, já que não incomodam. A partir disso, os sons começam a incomodar, fatigar, e chegam a ser perigosos ou dolorosos.

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FIGURA 9 – ESCALA DE DECIBÉIS

FONTE: <https://qualidadeonline.files.wordpress.com/2011/09/rudo.jpg>. Acesso em: 14 dez. 2019.

É importante que o designer conheça essa escala por vários motivos, por exemplo, se o profissional estiver fazendo uma reforma de um imóvel que vai mudar de uso, transformando-se em uma indústria, ou algum outro uso, que seja uma fonte de ruído muito grande. Portanto, será preciso que seja projetado um tratamento acústico apropriado, diminuindo o ruído provocado pelo novo uso e reduzindo o estresse dos funcionários e dos moradores do entorno.

A segunda característica do som que vamos estudar é o “Timbre”. É essa a característica que nos permite diferenciar as fontes sonoras. Aliás, é uma característica da fonte sonora, e não do som. Você já deve ter ouvido falar de instrumentos que têm uma afinação diferente dos outros, certo?! Isso acontece, com frequência, em uma orquestra. Um violino, por exemplo, pode ter uma afinação diferente de outro violino.

É o timbre que nos permite reconhecer a diferença entre violinos com diferentes afinações. É o timbre que permite que um maestro reconheça algum instrumento que esteja fora do tom em meio a uma orquestra com dezenas de

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outros instrumentos, ou uma voz desafinada em um coral com dezenas de outras vozes. É o timbre que permite distinguir as diferenças em sons que têm a mesma intensidade e a mesma frequência, identificando cada uma das fontes sonoras.

Nós também conseguimos identificar as emoções de uma pessoa pela sua voz, diferenciar os timbres de voz de nossos amigos e saber quem está ao telefone logo no começo da nossa conversa.

A seguir, será possível ver que o timbre tem uma relação direta com a forma da onda, pois, muitas vezes, a amplitude e a frequência são as mesmas, mas o formato da onda permite perceber as diferenças.

FIGURA 10 – COMPARAÇÃO ENTRE TIMBRES

FONTE: <http://ondasdosaber1.blogspot.com/2016/06/musica.html>. Acesso em: 6 jul. 2019.

A terceira característica que estudaremos é a “Altura do Som”. Altura do som não tem a ver com a intensidade e o “volume” do som. Essa “Altura”, a qual estamos nos referindo, tem a ver com a classificação do som em “Graves”,

“Médios” e “Agudos”, e não com a frase usual que diz que “o som está alto”

quando o volume do som é muito grande, como vimos, essa é a intensidade sonora. É importante que você entenda essa diferença, pois ajudará a entender os materiais de absorção sonora.

Essa “Altura sonora” está relacionada com a frequência sonora, com o número de ciclos por segundo, ou Hertz, e está associada à música, mas também é importante para nosso tratamento acústico.

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A altura do som está relacionada diretamente com a frequência. Como será possível observar, quanto menor a frequência, mais grave ou grosso o som, e quanto maior a frequência, mais agudo ou mais fino o som.

FIGURA 11 – ALTURA OU FREQUÊNCIA SONORA

FONTE: <http://8ondassonoras.weebly.com/o-espectro-sonoro.html>. Acesso em: 5 jul. 2019.

A seguir, acompanharemos uma comparação entre os sons graves e os sons agudos.

FIGURA 12 – COMPARAÇÃO ENTRE ONDAS GRAVES E AGUDAS

FONTE: <https://pt-static.z-dn.net/files/d30/6b53601547b2308fa8f500f0550442e5.png>. Aces- so em: 6 jul. 2019.

A última característica do som é a “inteligibilidade”, ou seja, o grau de compreensão do que está sendo dito. No design de interiores, é um conceito fundamental. Você já pensou se, em um projeto de auditório ou de teatro, as

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pessoas não conseguirem entender o que está sendo falado? Uma sala de aula onde os alunos não consigam entender o que está sendo dito pelo professor?

Falando em termos fisiológicos, qual é o efeito de todas essas características para o ouvido humano, ou seja, como, efetivamente, essas qualidades nos afetam?

Primeiramente, estudaremos como ouvimos o som, ou seja, como funciona a nossa audição. O ouvido humano é dividido em três partes: o ouvido externo, o ouvido médio e o ouvido interno.

O ouvido externo, de forma simples, constituído, principalmente, pela orelha, funciona para direcionar as ondas sonoras que chegam até essa parte do sistema em direção ao canal auditivo. Daí, chegam a forma e o posicionamento da orelha, que concentram as ondas sonoras e as direcionam, melhorando a audição.

Caso uma pessoa perca a orelha em algum acidente, isso não altera a audição, apenas diminui a quantidade de som que chega ao canal auditivo.

O ouvido médio é composto pelo tímpano e por três pequenos ossos, chamados de martelo, bigorna e estribo, que são os responsáveis por transmitir as vibrações do meio pelo qual o som é transportado para o ouvido interno, através de movimentos contínuos e muito rápidos. É claro que essa é uma simplificação, pois o que interessa são os desconfortos causados pelo excesso de ruído e como podemos resolvê-lo, certo?!

Finalmente, no ouvido interno, temos a cóclea, que tem a forma de um caracol. Essa parte do ouvido é a responsável por transformar as vibrações em impulsos elétricos que serão transmitidos para o cérebro.

FIGURA 13 – OUVIDO

FONTE: <https://www.colegioweb.com.br/acustica/qualidades-fisiologicas-do-som.html>. Aces-

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Nosso cérebro é capaz de distinguir os timbres do som, o tom (ou altura) e a intensidade sonora, conhecida como o volume do som.

O timbre, como já estudamos, é o que permite identificar e distinguir os sons, se estamos ouvindo um violão ou uma guitarra.

O tom permite perceber se um som é grave ou agudo, o que está diretamente relacionado com a frequência da onda sonora, ou seja, um som grave tem uma frequência baixa, enquanto um som agudo tem uma frequência mais alta.

Por fim, a intensidade sonora permite saber se o som está alto ou baixo, isto é, quando pedimos que alguém aumente ou abaixe o volume do som da televisão, estamos falando sobre intensidade sonora. Caso essa intensidade seja muito alta, poderemos sentir dores e, até mesmo, perder a audição, em casos extremos.

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Neste tópico, você aprendeu que:

• O som se propaga em ondas tridimensionais, pela diferença de pressão.

• A frequência sonora é o número de ciclos em um período.

• O período é o tempo de duração de um ciclo.

• A amplitude é a distância entre o ponto de equilíbrio e o pico ou o vale de uma onda.

• O comprimento é a distância entre pontos de uma onda com as mesmas características.

• A intensidade sonora é o volume do som, medido em decibéis.

• A lei do inverso do quadrado, isto é, a intensidade sonora, é inversamente proporcional ao quadrado da distância.

• O timbre é uma característica da fonte sonora.

• A altura do som está relacionada com a frequência sonora; quanto maior a frequência, mais agudo o som. Quanto menor a frequência, mais grave o som.

• A inteligibilidade é o grau de compreensão da fala.

• O ouvido humano é dividido em ouvido externo, ouvido médio e ouvido interno.

RESUMO DO TÓPICO 1

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1 Analise a frase a seguir: Esta característica do som está associada à forma da onda, e nos permite distinguir sons da mesma frequência, produzidos por instrumentos diferentes. É caracterizado pela composição de frequências que constituem a onda sonora emitida pelo instrumento. A qual característica do som a frase se refere?

a) Frequência.

b) Período.

c) Onda.

d) Timbre.

e) Altura.

2 Este é o órgão responsável pela transformação dos sinais acústicos em sinais neurais. É um canal espiral ósseo que possui uma forma que lembra a concha de um caracol, localizado no interior do osso temporal. A qual órgão estamos nos referindo?

a) Bigorna.

b) Cóclea.

c) Tímpano.

d) Canal Auditivo.

e) Orelha.

AUTOATIVIDADE

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TÓPICO 2 —

UNIDADE 1

CONCEITOS DE ACÚSTICA ARQUITETÔNICA:

ABSORÇÃO, REFLEXÃO E REVERBERAÇÃO 1 INTRODUÇÃO

Em termos de acústica arquitetônica, a inteligibilidade é uma das características mais importantes, já que garante a eficiência acústica de qualquer espaço. De nada vai adiantar que seu projeto atenda a todas as normas, que esteja esteticamente agradável, que seja acessível a pessoas com deficiência, que seja sustentável, ou qualquer outro parâmetro que você quiser adotar, se as pessoas não puderem se comunicar, ou mesmo permanecer no espaço por causa do ruído que existe naquele ambiente, e nem mesmo conseguir entender o que está sendo dito, em casos de auditórios, teatros e salas de concerto.

Você já deve ter assistido a alguma aula ou palestra na qual muita gente estava falando, fica impossível entender o que o professor ou o palestrante está dizendo, ou mesmo ter ido a um concerto, e não ter conseguido perceber a sutileza e os detalhes da música, devido ao ruído que estava no ambiente, certo?! Isso significa que não havia a inteligibilidade da fala das pessoas, ou dos instrumentos musicais da orquestra.

É preciso se aprofundar no estudo do comportamento das ondas sonoras no espaço, pois isso ajuda a entender como funciona a acústica nos ambientes, e os tratamentos acústicos que podem ser projetados. Ainda, é possível compreender a geometria do som, e por que a maior parte dos auditórios, dos teatros e das salas de concerto possui formas que não são ortogonais.

2 CONCEITOS

Como já foi dito, uma onda sonora parte de um emissor. Essa onda tende a se propagar de maneira esférica, ou seja, em todas as direções, indefinidamente, caso não haja nenhum obstáculo em seu caminho.

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FIGURA 14 – PROPAGAÇÃO DA ONDA SONORA

FONTE: O autor

Quando essas ondas encontram um obstáculo, como uma superfície lisa e dura, como uma parede, por exemplo, elas se refletem, ou seja, elas se chocam contra essa superfície, e retornam em direção à fonte emissora. As linhas vermelhas representam as ondas que se chocam com a superfície rígida e que são refletidas. É necessário que o bloqueio seja feito por uma superfície dura, pois, caso a superfície não seja resistente, ela transmite a vibração e, consequentemente, o som, para a parte posterior.

FIGURA 15 – REFLEXÃO

FONTE: O autor

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TÓPICO 2 — CONCEITOS DE ACÚSTICA ARQUITETÔNICA: ABSORÇÃO, REFLEXÃO E REVERBERAÇÃO

Quando a onda sonora atinge uma superfície dura e lisa, já sabemos o que acontece. Essas ondas são refletidas em direção à fonte emissora, mas, e se a superfície tiver uma abertura, o que será que acontece?

FIGURA 16 – DIFRAÇÃO

FONTE: O autor

Dessa maneira, fica mais fácil de entender, certo?! O que ocorre com essa abertura é um efeito chamado de difração, com representação pelas ondas na cor magenta. No fenômeno da difração, uma parte das ondas sonoras passa pela abertura e prossegue da maneira como se fosse esperada, caso não haja uma barreira. A diferença é que essas ondas sonoras que passam pela abertura têm apenas uma perda de potência sonora.

A próxima característica do som a ser estudada é a ressonância. A ressonância pode ser entendida como a vibração de um corpo, influenciada pela vibração de outro corpo. Você já deve ter visto a cena clássica de um copo de cristal sendo quebrado por uma pessoa que utiliza apenas a voz, certo?! Isso acontece pela ressonância, ou seja, a voz da pessoa emite vibrações, fazendo com que as partículas da atmosfera se movimentem em determinada frequência.

Caso a frequência dessas vibrações coincida com a frequência das vibrações das partículas que compõem o vidro da taça, o aumento da amplitude da onda, devido ao aumento da potência, faz com que a estrutura da taça acabe por colapsar e quebrar.

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Este vídeo demonstra como um copo pode ser quebrado apenas com a voz de uma pessoa: https://www.youtube.com/watch?v=4S8NmgO9TL0.

DICAS

Todavia, a ressonância tem um papel muito importante em nossos estudos sonoros, para que possamos entender o funcionamento dos instrumentos musicais e como eles produzem seu som característico. Um instrumento de corda funciona por ressonância, ou seja, quando o músico aperta a corda de um violão, sua corda é dividida em duas partes, que vibram em frequências próximas, e aumentam a sua potência. Isso se associa à caixa ressonante, que é o corpo do instrumento, amplificando o som.

Uma outra característica muito importante que precisamos conhecer é a

“difusão”. Essa é a característica do som que faz com que uma sala tenha uma qualidade de som mais homogênea.

Para estudar esse e outros fenômenos sonoros, no entanto, é preciso fazer uma pequena pausa, para entender uma regra simples, mas fundamental no estudo da acústica. O som se propaga através de ondas tridimensionais, ou seja, o som se desloca em todas as direções ao mesmo tempo. Para nossos estudos, trabalhar com uma onda, ou com a ideia de uma esfera, seria muito difícil, tanto em termos de visualização e de desenho, como em termos de cálculos e de fórmulas matemáticas.

Os especialistas fazem uma diferenciação no momento dos desenhos, dos projetos e dos cálculos acústicos: eles transformam as ondas sonoras em raios sonoros. Não somos nós, designers e arquitetos, que fazemos essa transformação, mas sim os físicos, especializados no campo da acústica. Segundo esses estudiosos, em termos de resultado do projeto, a diferença entre se trabalhar com ondas sonoras ou com raios sonoros é insignificante, e não existem grandes alterações.

Por tudo isso, a partir deste momento, portanto, em nossos cálculos e em nossos projetos, vamos considerar que o som se propaga em raios. Isso não altera em nada o que estudamos até agora, e facilitará nossos estudos.

Essa mudança é muito importante para que entendamos, de maneira mais clara e direta, os conceitos com os quais vamos trabalhar a partir de agora, a começar pela difusão sonora.

Como foi dito, a difusão sonora faz com que o som seja distribuído de forma uniforme por todo o ambiente, mas como esse efeito é conseguido, isto é, como o som pode se espalhar de forma homogênea no ambiente?

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FIGURA 17 – DIFUSÃO DAS ONDAS SONORAS

FONTE: O autor

É possível ver como os raios sonoros se chocam com uma superfície que é sólida e rígida, mas que não é lisa. Em uma superfície lisa, esses raios voltariam na mesma direção da qual vieram, e com o mesmo ângulo. Na difusão sonora, como a superfície tem vários ângulos diferentes, podemos ver como os raios mudam de direção.

O que acontece é que a difusão causa um espalhamento do som, de forma homogênea, distribuindo-o de forma mais uniforme no ambiente. Essa é uma das características que mais utilizamos no tratamento acústico, pois, com uma certa intensidade sonora, conseguimos preencher um ambiente de maneira regular.

Contudo, como funciona essa difusão? Os raios sonoros se chocam com uma superfície rígida, e são refletidos de volta à fonte, certo?! No caso da difusão, é feita uma alteração nos ângulos das superfícies. A seguir, você poderá notar que cada pedaço daquela superfície tem um ângulo diferente. Os raios são refletidos sempre com o mesmo ângulo com o qual incidem, o que significa que, quando alteramos o ângulo da superfície de reflexão, alteraremos, também, o ângulo de saída da reflexão.

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FIGURA 18 – DETALHE DA DIFUSÃO SONORA

FONTE: O autor

A variação no ângulo de entrada dos raios, então, faz com que controlemos, de forma mais rápida e eficiente, a qualidade do som no ambiente. Usamos o princípio da difusão para a redução do ruído e do tempo de reverberação (ainda vamos estudar o que é o tempo de reverberação, não se preocupe!) e para o direcionamento do som, melhorando a inteligibilidade e a qualidade do som em um ambiente.

O exposto a seguir mostrará um modelo de difusor acústico, que é colocado em uma superfície vertical, como uma parede, para que o som se espalhe de forma homogênea por todo o ambiente, direcionando as ondas, ou os raios sonoros, para lugares que tenham pouca intensidade sonora no local.

FIGURA 19 – DIFUSORES DE SOM

FONTE: <https://bit.ly/36oUNeQ>. Acesso em: 26 jul. 2019.

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É claro que uma outra preocupação deve ser a estética final, ou seja, o aspec- to que o projeto terá. Esse deve ser um dos fatores a ser considerado na execução de um projeto acústico, já que existe uma grande variedade de difusores no mercado, e a escolha de qual será utilizado é feita pelo projetista responsável.

A difusão sonora nos ajuda a entender por que, em um teatro, em um audi- tório e, até mesmo, nos cinemas, muitas superfícies não são ortogonais, tendo incli- nações e ângulos estranhos, não é mesmo?! Nesses casos, temos a junção da estética do espaço com a funcionalidade da acústica do local. Esse trabalho, muitas vezes, une o especialista em acústica (que pode ou não ser um designer de interiores), que vai definir os ângulos e os tamanhos das superfícies (como estudaremos mais à frente), com o designer de interiores, que vai definir os materiais, cores e texturas que serão utilizados, unindo a técnica com a estética do projeto.

Uma outra característica do som que devemos entender, e que é muito importante para a execução de um bom projeto de acústica, é a “reverberação”. A reverberação também tem uma relação direta com a reflexão.

Esse fenômeno pode ser entendido como um “prolongamento” do som, isto é, quando as ondas sonoras são refletidas várias vezes dentro de um ambiente, fazendo com que um som demore por muito tempo para se extinguir.

Um tempo muito longo de reverberação faz com que o som fique ininteligí- vel, ou seja, impossível de ser entendido. Isso acontece porque você acaba ouvindo o mesmo som várias vezes.

Como é possível ver a seguir, existem vários raios sonoros que chegam no receptor a partir do emissor, e cada um desses raios faz um percurso diferente, alguns mais diretos e, portanto, mais rápidos, e alguns com mais desvios e, portanto, mais lentos. Todavia, o que isso significa?

FIGURA 20 – REVERBERAÇÃO

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Isso quer dizer que teremos vários raios sonoros chegando ao mesmo receptor em tempos diferentes, ou seja, esse receptor ouvirá o mesmo som várias vezes, em momentos diferentes. Você já pode imaginar o que isso quer dizer, cer- to?! Isso mesmo! Ficará muito difícil de conseguir entender o que está sendo dito, já que a mesma letra e as mesmas palavras chegarão aos ouvidos do receptor em vários momentos. É claro que a intensidade sonora vai diminuindo com o tempo, ou seja, quanto mais tempo os raios sonoros ficarem no ambiente, menos potên- cia eles terão e, com o tempo, o som desaparecerá, mas, até que isso aconteça, o entendimento da fala será quase impossível.

O tempo de reverberação tem uma relação direta com o tamanho do ambiente, ou, mais precisamente, com o volume do ambiente, isto é, ambientes com grandes volumes possuem um tempo de reverberação maior, o que quer dizer que o som ficará mais tempo circulando nesse espaço, e isso pode ser uma coisa interessante.

Por exemplo, imagine que você foi assistir a um concerto em um teatro de ópera. Geralmente, esse tipo de teatro possui um volume muito grande, com di- versos níveis de assentos para espectadores. É muito importante que esse tipo de ambiente tenha um grande tempo de reverberação, garantindo que todas as pessoas que estão assistindo ao concerto ouvirão a música claramente e com todos os detalhes e nuances que o autor da peça imaginou. Outro exemplo é uma catedral gótica com um grupo de padres rezando uma missa com o auxílio do canto gre- goriano, ou uma récita de um órgão. O tempo de reverberação, dentro de uma dessas igrejas, deve ser muito alto, chegando a vários segundos, e esse tempo faz parte dos efeitos característicos desse tipo de música, ou seja, as composições feitas para serem executadas nesses espaços não teriam a mesma sonoridade em espaços menores, ou com um tempo de reverberação menor. Agora, imagine esse mesmo tempo de reverberação em um ambiente pequeno, como em uma sala de reunião. O efeito seria desastroso, certo?! Nenhum dos participantes conseguiria entender o que estaria sendo falado.

A reverberação e a reflexão nos ajudam a entender um outro fenômeno muito característico do som: o “eco”. Esse fenômeno pode ser considerado como um tipo muito específico de reverberação. O eco é a repetição, inteligível, de uma palavra que acaba de ser dita.

Como o ouvido humano tem a capacidade de distinguir sons com um intervalo mínimo de 0,1s, é preciso que o tempo mínimo entre a emissão de um som e seu retorno para a fonte emissora seja de 0,1s, ou seja, se eu disser uma palavra, é preciso que haja um intervalo de, pelo menos, 0,1s para que essa palavra retorne aos meus ouvidos, e seja entendida.

Contudo, o que isso quer dizer na prática? A velocidade do som é de cerca de 340m/s, e como conseguimos distinguir sons com intervalos de 0,1s, isso significa que o som precisa percorrer, pelo menos, 34m antes de retornar aos ouvidos da fonte emissora, para que seja entendido. Ainda, para que seja considerado um eco, o som que acabou de ser emitido deve encontrar uma barreira rígida, pelo menos, 17m de distância, para que seja captado corretamente pelo emissor.

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FIGURA 21 – ECO

FONTE: <https://ondasmecanicasantares.blogspot.com/2011/04/fenomenos-acusticos-ecos.

html>. Acesso em: 29 jul. 2019.

Você consegue entender a diferença entre o eco e a reverberação, não é?!

Isso mesmo! Para que tenhamos um eco, além de uma distância mínima, o ideal é que tenhamos apenas um obstáculo. Caso tenhamos uma distância menor do que essa e mais obstáculos, como paredes em um ambiente fechado, por exemplo, teremos a reverberação. A principal diferença entre esses dois fenômenos é a inteligibilidade do som, ou a falta dela. Esse é um dos motivos pelos quais o eco acontece, geralmente, em ambientes abertos.

Finalizando os conceitos que devemos entender, falaremos, agora, da

“absorção” e “transmissão” sonora.

A absorção sonora, na verdade, não é uma característica do som propriamente dito, mas dos materiais que são utilizados em nossos projetos.

Como o próprio nome já indica, a absorção sonora é a capacidade de um material qualquer de “absorver” o som, ao invés de refleti-lo. Essa característica dos materiais é muito importante em nossos projetos, já que, em muitos casos, será necessário diminuir o tempo de reverberação dos ambientes.

Todos os materiais são absorventes em maior ou menor proporção e, quando fazemos o tratamento acústico de um ambiente, na verdade, estamos trabalhando com esse aspecto de cada material. Os materiais mais absorventes são os mais porosos, flexíveis e leves (lembre-se: quando falamos de reflexão sonora, dissemos que o material era rígido? Agora, ficou mais fácil entender o porquê, certo?!).

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Quando um material apresenta esse tipo de característica, as partículas que colidem com a sua superfície acabam por perder um pouco da sua potência, pela transmissão que ocorre dessa energia para essa superfície. Quando essas partículas retornam ao ambiente, elas estão com menos energia e, portanto, perdem sua potência sonora. A seguir, será possível ver o raio sonoro chegando, e poderemos notar que o material que compõe a parede não é rígido. Quando o raio atingir essa superfície, ela vai se mover, absorvendo uma parte da energia incidente.

FIGURA 22 – ABSORÇÃO SONORA

FONTE: O autor

Em ambientes com grandes volumes, que precisam diminuir o tempo de reverberação, materiais com altos índices de absorção são os mais utilizados, já que ajudam a diminuir e a absorver o excesso de som no ambiente.

Finalmente, a “transmissão” sonora, de forma semelhante à absorção sonora, é uma característica dos materiais, e não do som propriamente dito, mas também é fundamental em nossos projetos. Todos os materiais, em alguma proporção, transmitem o som. A transmissão sonora ocorre quando uma parte das ondas sonoras que chega a um material é transmitida. A seguir, veremos um raio sonoro que atingirá uma superfície rígida.

FIGURA 23 – TRANSMISSÃO SONORA

FONTE: O autor

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Quando uma onda sonora atinge um material resistente, uma parte dessa onda é refletida, como já vimos, mas uma parte da energia dessa onda fará com que esse material resistente comece a vibrar, e essa vibração transmitirá uma porção da energia da onda sonora, criando uma nova fonte de ruído.

Poderemos ver um raio sonoro que está chegando a uma superfície que não é muito espessa, mas que é rígida (a parede representada é de concreto).

Dessa maneira, você pode imaginar que essa parede refletirá uma porção desse raio, como já estudamos, e uma outra parte da energia dessa onda será absorvida pelo concreto (sim, apesar de ser um material muito rígido, o concreto absorve de 1 a 2 % da energia sonora). Finalmente, uma parte dessa energia fará com que a parede de concreto se mova e se deforme (muito pouco), sendo o bastante para que um pouco da energia sonora passe para o ambiente contíguo, criando uma fonte de ruído nesse próximo ambiente e, dependendo dos materiais envolvidos e da potência sonora incidente, isso pode se tornar um grande problema.

Essa capacidade de transmissão de som de qualquer material tem uma conexão direta com a espessura e a resistência desse material, isto é, quanto mais duro e espesso for o material utilizado para a construção de uma parede, por exemplo, menor será a sua capacidade de transmissão sonora. Você consegue saber por que isso acontece? Exatamente! Mais energia será necessária para movimentar as partículas que compõem esse material. Quanto mais distante da fonte emissora do som, mais essas ondas vão perdendo potência, e mais essa transmissão de energia entre as partículas vai perdendo energia.

FIGURA 24 – TRANSMISSÃO ATRAVÉS DE PAREDES GROSSAS

FONTE: O autor

Se aumentarmos a espessura dos materiais de construção e de acabamento, mais conforto acústico teremos em um ambiente, não é mesmo?!

O grande problema é que, além do aumento óbvio dos custos, teremos uma grande distorção dos tamanhos das edificações e dos cômodos, pois paredes mais espessas significarão espaços internos menores.

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Agora, conheceremos as formas de transmissão sonora, para entendermos como podemos evitá-las ou, pelo menos, diminuí-las.

A transmissão sonora ocorre de duas formas: transmissão aérea e transmissão por impacto.

É a transmissão aérea que faz com que os moradores de unidades residenciais contíguas ouçam os ruídos uns dos outros. As ondas sonoras emitidas pelos moradores, ou por aparelhos, como televisores, chegam até as paredes. Como já vimos, nas paredes, uma parte do som é refletida de volta para o emissor, enquanto outra parte é transmitida através dessas superfícies. Essa transmissão faz com que um morador ouça a televisão do seu vizinho, quando esta está com o volume alto, ouça uma conversa mais acalorada, ou, até mesmo, o aspirador ou o liquidificador, quando estes emitem volumes de som muito altos.

A transmissão por impacto, como o próprio nome já diz, é feita através do impacto de superfícies, provocando o movimento em uma delas, gerando um ruído que é ouvido no outro lado de uma das superfícies.

Esse tipo de transmissão é muito comum em lajes, isto é, quando o seu vizinho do andar de cima pisa com muita força, usa um sapato com o salto rígido, ou quando um objeto pesado cai no chão, essa pancada gera um movimento na laje. Esse movimento é percebido pelo vizinho de baixo, como um ruído muito incômodo e, dependendo da fonte, como um ruído constante, como alguém que esteja andando de salto na sua cabeça.

A transmissão por impacto também ocorre em paredes ou em qualquer superfície rígida. Se o seu vizinho estiver colocando um prego na parede para pendurar um quadro, você ouvirá o barulho dessa transmissão por impacto.

Para moradores de edifícios, por exemplo, é muito comum o incômodo de uma obra, ou de uma furadeira sendo usada em alguma das outras unidades.

Além do barulho causado por esses transtornos, temos mais um fator complicador:

o som se desloca mais rápido em meios mais densos, certo?! Como o concreto é um meio denso, você ouve o ruído provocado pela obra, mas não consegue identificar de onde vem o som, o que pode ser muito inconveniente, se esse som estiver sendo feito fora do horário estabelecido.

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FIGURA 25 – TRANSMISSÃO SONORA

FONTE: O autor

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RESUMO DO TÓPICO 2

Neste tópico, você aprendeu que:

• Reflexão acontece quando uma onda sonora se choca com uma superfície dura e rígida e retorna para o emissor.

• Difração acontece quando uma parte de uma onda passa por uma abertura, e prossegue normalmente.

• Ressonância é a vibração de um corpo influenciada por outras vibrações.

• Difusão é a reflexão dos raios sonoros nos mesmos ângulos incidentes.

• Reverberação é a reflexão reiterada das ondas sonoras.

• Tempo de reverberação é o tempo que uma onda sonora leva para se extinguir em um ambiente.

• Eco é a repetição inteligível de uma palavra que acaba de ser pronunciada.

• Absorção é a capacidade dos materiais de absorverem e extinguirem o som.

• Transmissão é uma característica dos materiais, transmitindo uma parte do som incidente, e ocorre de duas formas: transmissão aérea, que é a propagação do som pelo ar, e transmissão por impacto, que é a propagação do som pelo impacto sobre uma superfície.

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1 Analise o exposto a seguir:

AUTOATIVIDADE

FONTE: O autor

Podemos ver três comportamentos diferentes dos raios sonoros. Qual das alternativas a seguir indica, corretamente, a sequência desses comportamentos?

a) Absorção; Reflexão; Transmissão.

b) Reflexão; Difusão; Absorção.

c) Reverberação; Difusão; Absorção.

d) Difusão; Absorção; Transmissão.

e) Reflexão; Absorção; Difusão.

2 Esta característica acústica é gerada quando uma fonte emite um som de frequência igual à frequência de vibração natural de um receptor. Como em todo tipo de ressonância, ocorre uma espécie de amplificação do som, aumentando a intensidade. A qual característica do som estamos nos referindo?

a) Propagação.

b) Eco.

c) Ressonância.

d) Difração.

e) Reverberação.

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TÓPICO 3 —

UNIDADE 1

NÍVEIS DE RUÍDO (NBR)

1 INTRODUÇÃO

Quando falamos sobre conforto ambiental acústico, você já deve ter notado que, mesmo que esse conceito seja subjetivo, ele deve estar balizado por alguns parâmetros, ou seja, devemos ter algumas diretrizes e alguns valores mínimos que guiem nossos projetos e garantam um mínimo de tranquilidade para os usuários.

No caso brasileiro, esses parâmetros estão estabelecidos em nossas Normas Técnicas e de Desempenho (NBR), e estas devem ser obedecidas por todos, desde os proprietários de imóveis comerciais e industriais, por proprietários de imóveis residenciais e, especialmente, pelos projetistas responsáveis pelas alterações e pelo tratamento acústico das edificações.

2 ABORDAGEM

A NBR 10151, por exemplo, trata da medição do nível sonoro em áreas habitadas. Essa Norma indica as formas de medição desses níveis, ou seja, ela indica como esses níveis devem ser auferidos, de tal forma que a medição seja quantitativa, e não qualitativa, isto é, de forma que ela não dependa de opiniões, e sim de números diretos. Essa Norma, portanto, facilita as medições e agiliza os processos de notificações e multas, em caso de excesso de ruído provocado por edificações de uso industrial ou comercial em áreas residenciais.

A NBR 10151 indica os níveis sonoros para cada área, seja rural ou urbana, preservando o conforto da vizinhança em função da utilização, ou seja, os níveis sonoros que são admitidos em uma área rural são de, no máximo, 40 db, enquanto o nível admitido em uma área industrial é de 70 db. A escala de decibéis é uma escala que aumenta de maneira logarítmica, então, a diferença entre 40 db e 70 db é muito maior.

Podemos perceber como, nas nossas cidades, esse tipo de cuidado não existe, e os níveis de ruídos aos quais estamos sujeitos são muito mais altos do que seria recomendado, não é mesmo?!

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A NBR 10152 fixa valores para o conforto acústico em ambientes, isto é, essa norma indica qual a quantidade máxima de som que deve haver em um ambiente, para que ele seja confortável. Esses valores são indicados em função do uso de cada espaço. Essa NBR também indica como calcular e medir a quantidade de som em cada um desses ambientes, e nos ajuda a pensar no tratamento sonoro que deve ser aplicado, objetivando o atendimento a esses valores.

No caso de designers, arquitetos e engenheiros, temos uma Norma muito importante, a NBR 15575, de 2013, que fixa o desempenho das vedações usadas em edificações, ou seja, o quanto essas vedações, sejam paredes, caixilhos, ou lajes entre as unidades, podem deixar passar som, isto é, qual a quantidade de som que pode ser transmitida entre as unidades de uma edificação. Caso esses índices, dentro de uma das unidades habitacionais da edificação, superem o que foi fixado na NBR, os projetistas e construtores podem ser processados judicialmente, ou seja, uma edificação deve ser projetada para atender aos parâmetros fixados na Norma de Desempenho.

O objetivo da NBR 15575 é obrigar todos os participantes do processo de projeto e construção a se preocuparem, entre outras coisas, com o conforto acústico dos habitantes das unidades. Ao fixar um patamar máximo de ruído que pode entrar em uma unidade, a Norma de Desempenho 15575 fará com que todas as partes de uma edificação precisem ser especificadas, pensando na melhoria da qualidade de vida das pessoas. As janelas, por exemplo, deverão ser escolhidas levando em consideração a localização da edificação, isto é, se o prédio estiver localizado em uma avenida com grande tráfego de veículos, os caixilhos que serão especificados deverão absorver muito mais som, evitando a transmissão do ruído para dentro do ambiente. Já uma edificação que esteja em uma rua mais tranquila, que tenha apenas tráfego local, pode ter caixilhos que não absorvam tanto som e que, geralmente, têm um custo bem mais baixo. A NBR 15575 impõe limites à transmissão sonora aérea e por impacto, o que significa que o material que será utilizado para a vedação entre as unidades deverá ser escolhido em função da sua absorção sonora, ou deverá ser combinado com algum tipo de isolante acústico, evitando ou diminuindo a transmissão aérea. A mesma coisa acontece com as lajes, que deverão receber uma camada de isolante acústico, evitando a transmissão por impacto.

Outra norma que deve ser utilizada em nossos projetos é a NBR 12179. Essa norma traz critérios sobre o tratamento acústico de ambientes fechados, listando os níveis de absorção sonora dos vários materiais utilizados para a construção e para o acabamento das construções. Deve ser utilizada nos cálculos dos tempos de reverberação dos espaços.

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TÓPICO 3 — NÍVEIS DE RUÍDO (NBR)

A NBR 12179 também fala sobre o estudo geométrico-acústico (que estudaremos mais à frente), apresentando sua importância para o tratamento acústico de grandes ambientes, além de definir os valores de tempo de reverberação, em função do seu uso e do seu volume.

Você consegue perceber que, devido a todas essas normas e regulamentações que, como já foi falado, a poluição sonora e o ruído urbano nas grandes cidades são problemas sérios e, como designers de interiores e cidadãos, precisamos fazer o possível para ajudar a resolver essas situações. Certamente, um bom projeto de interiores é um grande passo para a solução.

O tratamento acústico é dividido em “Isolamento” Acústico, quando se evita que o som entre em uma sala de um recinto, e o “Condicionamento” Acústico, que é a melhoria na distribuição do som e no tempo de reverberação.

NOTA

Conforto Térmico, Luminotécnico e