UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT
MARIA LUIZA LOPES COSTA
AVALIAÇÃO ACÚSTICA DE FACHADAS COM ESQUADRIA EM
PERFIL DE PVC EM HOTÉIS DE SINOP - MT
Sinop
2019/1
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT
MARIA LUIZA LOPES COSTA
AVALIAÇÃO ACÚSTICA DE FACHADAS COM ESQUADRIA EM
PERFIL DE PVC EM HOTÉIS DE SINOP - MT
Projeto de Pesquisa apresentado à Banca Examinadora do Curso de Engenharia Civil – UNEMAT, Campus Universitário de Sinop-MT, como pré-requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.
Prof.ª Orientadora: Dr.-Ing. Érika Fernanda Toledo Borges
Sinop
2019/1
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Níveis de Desempenho das Esquadrias. ... 17
Tabela 2 - Níveis de Ruído para Conforto Acústico. ... 18
Tabela 3 - Diferença padronizada de nível ponderada da vedação externa, D2m,nT,w 20 Tabela 4 - Índice de redução sonora ponderado, Rw ... 21
Tabela 5 - Níveis de pressão sonora equivalentes LAeq em fachadas ... 21
Tabela 6 - Distâncias mínimas exigidas pela ISO 140-4 para medições de isolamento sonoro aéreo entre salas. ... 24
Tabela 7 - Arranjos de medição estabelecidos pela ISO 140-14. ... 24
Tabela 8 - Dimensões dos ambientes a serem avaliados. ... 29
LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1...22 Equação 2...22 Equação 3...23 Equação 4...23 Equação 5...24LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Fluxograma simplificado da obtenção do PVC ... 13
Figura 2 - Janela de correr ... 15
Figura 3 - Janela projetante-deslizante (maxim-ar) ... 16
Figura 4 - Janela de giro ... 16
Figura 5 - Janela projetante... 16
Figura 6 - Geometria do método de alto-falante ... 25
Figura 7 - Hotel Pepita ... 26
Figura 8 - Fachada do Hotel Pepita ... 27
Figura 9 - VIE Hotel ... 27
Figura 10 - Fachada do VIE Hotel ... 27
Figura 11 - Hotel Ibis ... 28
Figura 12 - Fachado do Hotel Ibis ... 28
Figura 13 - Esquema de posições das medições no Hotel Pepita ... 31
Figura 14 - Esquema de posições das medições no VIE Hotel ... 31
Figura 15 - Esquema de posições das medições no Hotel Ibis ... 32
Figura 16 - Kit para medições sonoras ... 33
Figura 17 - Cabo achatado ... 33
Figura 18 - Sonômetro 2270 com cabo Y ... 33
Figura 19 - Interface do Qualifier Type 7830 ... 34
Figura 20 - Fluxugroma do processamento de dados ... 35
LISTA DE ABREVIATURAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR – Norma Brasileira
PVC – Policloreto de Vinila
AFAP-PVC – Associação dos Fabricantes de Perfis de PVC NCA – Nível de Critérios de Avaliação
SVVIE – Sistemas de Vedações Verticais Internas e Externas ISO – International Organization for Standardization
DADOS DE IDENTIFICAÇÃO
1. Título: Avaliação acústica de fachadas com esquadria em perfil de PVC de hotéis em Sinop -MT.
2. Tema: Acústica da Edificação
3. Delimitação do Tema: Avaliação Acústica de Materiais 4. Proponente(s): Maria Luiza Lopes Costa
5. Orientador(a): Érika Fernanda Toledo Borges
7. Estabelecimento de Ensino: Universidade do Estado de Mato Grosso 8. Público Alvo: Acadêmicos do Curso de Engenharia Civil
9. Localização: Avenida Francisco de Aquino Correa, s/n, Bairro Aquarela das Artes, Sinop/MT, CEP - 78555-475
SUMÁRIO
LISTA DE TABELAS ... I LISTA DE EQUAÇÕES ... II LISTA DE FIGURAS ... III LISTA DE ABREVIATURAS ... IV DADOS DE IDENTIFICAÇÃO ... V 1 INTRODUÇÃO ... 7 2 PROBLEMATIZAÇÃO ... 9 3 JUSTIFICATIVA... 10 4 OBJETIVOS ... 11 4.1 OBJETIVO GERAL ... 11 4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 11 5 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 12 5.1 CONCEITOS BÁSICOS ... 12 5.1.1 Nível sonoro ... 12
5.1.2 Coeficiente de absorção sonora ... 12
5.1.3 Transmissão sonora ... 12
5.1.4 Tempo de reverberação ... 13
5.2 CARACTERÍSTICAS DO MATERIAL ... 13
5.3 HISTÓRICO DAS ESQUADRIAS DE PVC ... 14
5.4 TIPOLOGIA DAS ESQUADRIAS ... 15
5.5 NORMA DE DESEMPENHO PARA ESQUADRIAS ... 17
5.6 NORMAS DE DESEMPENHO ACÚSTICO PARA EDIFICAÇÕES ... 17
5.6.1 Isolamento acústico ao ruído aéreo em dormitórios ... 18
5.6.2 Isolamento de sistemas de vedações verticais externas ... 19
5.6.3 Método de Engenharia ... 21
6 METODOLOGIA ... 26
6.1 OBJETO DE ESTUDO ... 26
6.2 MÉTODO DE MEDIÇÃO ... 29
6.2.1 Medições de isolamento sonoro de fachadas ... 29
6.2.1.1 Medição de isolamento sonoro de fachadas com alto-falante .... 29
6.2.1.2 Posições dos microfones ... 30
6.2.2 Medição do LAeq externo ... 32
6.3 EQUIPAMENTOS DE MEDIÇÃO ... 32
6.4 PROCESSAMENTO DOS DADOS ... 33
7 CRONOGRAMA ... 36
1 INTRODUÇÃO
A poluição sonora nas grandes áreas urbanas é considerada como a segunda maior poluição ambiental. (OMS, 2014) Os altos índices de ruídos provindos principalmente da manutenção insuficiente de vias e veículos, indústrias, vizinhos, máquinas ou outras fontes têm se tornado um problema, gerando diversos desconfortos, prejudicando a qualidade de vida e a saúde da população. (SIMÕES, 2011). Diante disso, é importante que o ambiente tenha um conforto acústico adequado para atender as necessidades e comodidade dos indivíduos.
Existem inúmeras fontes de ruído que prejudicam o conforto acústico das edificações e podem ser classificados como fontes internas e externas. As fontes internas de ruído são aquelas provenientes da conversação, de eletrodomésticos, instrumentos musicais, elevadores etc.; e as fontes externas são originárias do tráfego rodoviário, atividades comerciais e industriais, tráfego aéreo, entre outras.
O som produzido em um determinado ambiente não permanece exclusivamente no mesmo, mas se propaga por toda a edificação em diversos caminhos disponíveis e chega a outros ambientes como ruído. (MICHALSKI, 2011)
A esquadria é a zona de maior vulnerabilidade quando se trata em isolamento acústico de fachadas. (ANDRADE, 2016) Atualmente existem no mercado diversos tipos de materiais para se produzir as esquadrias, como o alumínio, madeira, aço e PVC.
As esquadrias de PVC ainda são pouco conhecidas, mas vêm ganhando cada vez mais espaço no mercado da construção civil brasileiro por apresentar inúmeras características benéficas para o usuário. Dessas características, podemos dar ênfase na capacidade de isolamento acústico que a esquadria oferece.
Segundo Albuquerque (2017) o PVC possui características físicas e químicas parecidas com o alumínio, como o isolamento termo acústico, a durabilidade e resistência contra incêndios, no entanto o alumínio é mais utilizado nas edificações pois apresenta um custo menor que as esquadrias de PVC.
A norma ABNT NBR 10151:2000 – Avaliação do Ruído em Áreas Habitadas, estipula as condições exigíveis para a aceitação do ruído em áreas habitadas, especificando um método para medição de ruído, e a ABNT NBR 10152:1987 – Níveis de Ruído para Conforto Acústico, define os níveis de ruídos compatíveis com o conforto acústico em diferentes locais.
A norma ABNT NBR 10821:2017 – Esquadrias Externas para Edificações, abrange os requisitos de desempenho acústico, térmico, sua funcionalidade, iluminação natural, além de orientações de instalação e manutenção das esquadrias.
Além dessas normas, existe a norma de desempenho ABNT NBR 15575:2013 – Edificações Habitacionais – Desempenho, na parte 4, que determina os requisitos para o desempenho acústico, dividida em tópicos como: isolamento de ruídos aéreo e estrutural, isolamento sonoro de vedações externas, coberturas e fachadas e entre ambientes.
O município de Sinop possui uma empresa especializada em esquadrias de PVC. A Le Portas e Janelas revende produtos da marca Claris Tigre, sendo seu principal mercado as edificações residenciais de alto padrão e hotéis. Os produtos são fabricados em São Paulo, em tamanho padrão ou sob medida e atendem as normas NBR 15575:2013 e NBR 10821:2017.
Espera-se como resultado desse presente estudo que as esquadrias em perfil de PVC avaliadas atendam aos requisitos propostos pela norma NBR 15575:2013, proporcionando um bom desempenho acústico aos ambientes. Com o método de avaliação proposto, será possível também classificar o nível de desempenho das fachadas avaliadas.
2 PROBLEMATIZAÇÃO
O ruído aéreo nas imediações das edificações é transmitido com facilidade para o interior do ambiente, causando bastante incômodo e prejudicando a saúde da população, sendo contrário às atividades de descanso e sono.
Devido ao recente crescimento do comércio de esquadrias em perfil de PVC e a falta de informações e estudos sobre o produto, busca-se avaliar o nível de isolamento acústico atingido pelo fechamento vertical composto desse material.
No mercado local existem algumas esquadrias acústicas de PVC, será que todas atendem os requisitos determinados pela norma NBR 15575:2013?
3 JUSTIFICATIVA
Na cidade de Sinop a maioria das edificações possuem vedações com perfis de alumínio e vidro temperado, da tipologia de correr. Esse produto apresenta um comércio muito difundido, por possuir boa versatilidade, durabilidade, fácil instalação e manuseio.
Porém muitas esquadrias não atendem ao nível de isolamento acústico mínimo exigido pela norma NBR 15575:2013. Mesmo atendendo a norma, uma esquadria de desempenho mínimo pode não oferecer conforto acústico necessário para atividade de sono em dormitórios.
As esquadrias de PVC são pouco utilizadas na maioria das residências, pois os produtos não possuem um mercado estabelecido, não sendo muito conhecidos pela população e apresentando um custo mais oneroso, cerca de 20% a 30% a mais que o perfil de alumínio com vidro temperado.
Portanto, o incentivo para esse presente estudo se deu a partir dessa investigação citada, para conseguir obter resultados referentes ao isolamento acústico desse material e comparar com os resultados obtidos da avaliação acústica de esquadrias em perfil de alumínio e vidro temperado. (ANDRADE, 2017)
4 OBJETIVOS
4.1 OBJETIVO GERAL
Este presente estudo tem como objetivo avaliar se as fachadas com esquadrias em perfil de PVC, presentes em hotéis na cidade de Sinop atendem os níveis sonoros estabelecidos pela norma ABNT NBR 15575:2013.
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Efetuar medições, em campo, do isolamento acústico ao ruído aéreo do sistema de fechamento de fachadas e entre ambientes;
• Realizar medições, em campo, dos níveis sonoros equivalentes contínuos (LAeq) nos arredores das vias onde os hotéis estão localizados;
• Comparar os resultados obtidos das medições entre a esquadria em perfil de PVC com as janelas em perfil de alumínio e vidro temperado (ANDRADE, 2017);
• Analisar os resultados de forma que se verifiquem o atendimento à norma NBR 15575:2013.
5 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
5.1 CONCEITOS BÁSICOS
5.1.1 Nível sonoro
Segundo Simões (2011) o ouvido humano é capaz de captar sons na frequência entre 20Hz e 20.000Hz, entretanto só é captado se a intensidade sonora for forte o suficiente.
O som para ser classificado como forte ou fraco é relacionado ao nível de pressão sonora. A menor intensidade sonora limiar de audibilidade apresenta a intensidade de 10–12 W/m². A relação das intensidades sonoras possibilita calcular o nível sonoro do recinto, que é dado em bel (B), na escala logarítmica ou em decibel (dB), sendo esse o mais utilizado e correspondendo a um décimo do bel.
O nível de pressão sonora contínua equivalente (LAeq) em dB será utilizado para
as medições dos níveis de ruídos produzidos pela fonte externa, obtendo assim os valores de L1 (externo) e L2 (interno).
5.1.2 Coeficiente de absorção sonora
Segundo Gomes (2015) o coeficiente de absorção sonora é a capacidade de uma dada superfície em absorver o som, sendo representada pela relação entre a intensidade sonora absorvida (Iabsorvida) e a intensidade sonora do som incidente
(Iincidente), designada por α (alfa).
Parte dessa energia sonora incidida nos materiais é transformada em outro tipo de energia, normalmente em energia térmica. De acordo com Fahy (apud Gomes, 2015, p.12), o coeficiente de absorção sonora varia conforme a frequência do som incidente, geralmente aumentando de acordo com a espessura e a densidade do material.
5.1.3 Transmissão sonora
Segundo Rezende, Filho e Nascimento (2014) a transmissão sonora é dada pela fração de energia que não foi refletida ou absorvida pelo obstáculo, sendo possível atravessar determinada superfície.
“Fisicamente, o fenômeno tem as seguintes características: a onda sonora ao atingir uma superfície, faz com que ela vibre, transformando-a em uma fonte sonora. Assim, a superfície vibrante passa a gerar som em sua outra face. Portanto, quanto mais rígida e densa (pesada) for a superfície menor será a energia transmitida.” (FERNANDES, 2002, p.36).
5.1.4 Tempo de reverberação
O tempo de reverberação é o parâmetro utilizado para caracterizar o campo reverberante do ambiente e está relacionado com a inteligibilidade da fala. “É definido como o tempo necessário, a partir do fim de uma excitação sonora na sala, para o nível de pressão sonora cair 60 dB.” (MICHALSKI, 2011, p. 9)
O tempo de reverberação T é medido em segundos e depende do volume da sala e sua área de absorção sonora equivalente.
5.2 CARACTERÍSTICAS DO MATERIAL
Segundo Godoi (2005) o Policloreto de Vinila (PVC) é obtido através do etileno, derivado do petróleo, representando 43% de seu peso, e associado com o cloro retirado do cloreto de sódio (sal de cozinha) que representa 57% de seu peso.
Por meio da refinação do petróleo é obtido o etileno; e o cloro é derivado da eletrólise, reação química resultante da passagem de uma corrente elétrica por água salgada. (SANTOS, 2004).
A Figura 1 apresenta o processo de industrialização do PVC.
Figura 1 - Fluxograma simplificado da obtenção do PVC Fonte: Trikem (1999) apud Santos (2004)
O PVC pode ser rígido ou flexível, transparente ou opaco. Na construção civil o PVC rígido é o que possui maior relevância, principalmente na produção de caixilhos.
De acordo com Santos (2004) o material apresenta resistência ao fogo, não propagando chamas; é um ótimo isolante térmico, além de ter bom desempenho acústico em relação a produtos convencionais do mercado. Possui também alta durabilidade, mas para aplicações externas, como as janelas, é necessário adicionar aditivos ao composto, melhorando seu desempenho em relação ao intemperismo.
Em condições de chuvas intensas ou áreas litorâneas, o PVC é resistente à corrosão. Tendo assim uma maior durabilidade em relação aos outros materiais, como alumínio e madeira.
Para produzir as esquadrias são utilizados perfis extrudados, de variedade limitada e reforçados com aço galvanizado. As esquadrias são duráveis, leves, fáceis de instalar e limpar, não exigindo muita manutenção. (HUTH, 2007)
A ligação entre os perfis que constituem os quadros das esquadrias ocorre por meio de soldas térmicas, resultando assim em cantos sem descontinuidade, como ocorre em esquadrias de alumínio e madeira. (SANTOS, 2004)
5.3 HISTÓRICO DAS ESQUADRIAS DE PVC
Em 1835, Regnault descobriu o cloreto de vinila, substância que é utilizada para produzir o PVC. Na Alemanha, no início do século XX começou-se a pesquisar novas utilizações para o composto, mas foi somente em 1955, também na Alemanha, que o PVC foi empregado na fabricação de esquadrias. (SANTOS, 2004)
Na década de 1970 houve uma difusão do material, principalmente na Europa e nos Estados Unidos, atingindo cerca de 45% do mercado. No Brasil, a esquadria em PVC foi inserida em meados da década de 1980, por meio de empresas associadas à AFAP-PVC – Associação dos Fabricantes de Perfis de PVC. (ALBUQUERQUE, 2017).
Segundo Hipolito, Hipolito e Lopes (2013) atualmente o PVC possui uma demanda de 50% do mercado europeu e de 30% no mercado americano, porém no Brasil permanece próximo aos 5%. Os fabricantes de esquadrias de PVC no Brasil afirmam que o produto irá demorar mais alguns anos para se consolidar no mercado
e assimilarem seus benefícios, principalmente por causa do tradicionalismo e a falta de conhecimento de suas vantagens na construção civil.
5.4 TIPOLOGIA DAS ESQUADRIAS
De acordo com o Guia de Esquadrias para Edificações (2017) as tipologias das esquadrias em PVC, na maioria, são similares as fabricadas em alumínio. Sendo as mais utilizadas do tipo de giro, de correr, projetante e a projetante-deslizante (maxim-ar).
As esquadrias de correr se destacam pela versatilidade e praticidade. Podem ser utilizadas em obras residenciais e comerciais, combinando com todos os ambientes e aproveitando seus espaços internos. A Figura 2 mostra um exemplo de esquadria de correr, podendo ter de uma a seis folhas.
Figura 2 - Janela de correr
Fonte: ABNT NBR 10821-1 (2017) apud Guia de Esquadrias para Edificações (2017)
O modelo de esquadria maxim-ar é utilizado apenas em janelas. Seu sistema de abertura chega até a 90º, proporcionando maior ventilação ao ambiente. A Figura 3 mostra um exemplo da esquadria.
Figura 3 - Janela projetante-deslizante (maxim-ar)
Fonte: ABNT NBR 10821-1 (2017) apud Guia de Esquadrias para Edificações (2017)
As de giro são as esquadrias que a folha gira a partir de dobradiças ou um pivô, tendo a abertura para dentro ou para fora. Podem ser utilizadas com uma ou duas folhas, como mostra a Figura 4.
Figura 4 - Janela de giro
Fonte: ABNT NBR 10821-1 (2017) apud Guia de Esquadrias para Edificações (2017)
A esquadria projetante é indicada tanto para uso externo como para interno da edificação, é constituída por uma ou mais folhas que são movimentadas por meio de rotação em torno do eixo localizado na extremidade superior. Seu movimento de abertura pode ser para fora ou para dentro. A Figura 5 mostra um exemplo desse tipo de janela.
Figura 5 - Janela projetante
Santos (2014) afirma que as esquadrias de PVC são compostas pelos seguintes itens: marco, folhas, selantes, acessórios e vidros. Constituindo assim um único elemento capaz de satisfazer as exigências das normas.
Os vidros mais utilizados, assim como na esquadria de alumínio, são o float (liso ou comum), temperado e laminado. O vidro laminado apresenta características acústicas e quando é quebrado impossibilita a criação de estilhaços. Já o vidro temperado possui a característica de segurança, pois quando é quebrado forma pedaços pequenos, que são inofensivos. (ALBUQUERQUE, 2017)
Na esquadria de PVC, utiliza-se espuma de poliuretano para garantir fixação e estanqueidade da esquadria, diferente da esquadria de alumínio que utiliza contramarcos.
5.5 NORMA DE DESEMPENHO PARA ESQUADRIAS
Tanto para esquadrias de alumínio como PVC, existe a norma técnica ABNT NBR 10821-4:2017 – Esquadrias Externas para Edificações, que determina os níveis de desempenho acústico para cada tipo de esquadria. (ALBUQUERQUE, 2017)
A Tabela 1 mostra os níveis de desempenho acústico das esquadrias exigidos pela norma ABNT 10821-4:2017, possuindo quatro classes correspondentes ao valor do Índice de redução sonora ponderado – Rw, parâmetro obtido em laboratório para o
isolamento sonoro de fachadas.
Tabela 1 - Níveis de Desempenho das Esquadrias.
Fonte: Adaptado de ABNT NBR 10821-4:2017
5.6 NORMAS DE DESEMPENHO ACÚSTICO PARA EDIFICAÇÕES
A norma ABNT NBR 15575:2013 – Desempenho de Edificações Habitacionais, através das normas ABNT NBR 10151:2000 – Avaliação do Ruído em Áreas Habitadas e ABNT NBR 10152:1987 – Níveis de Ruído para Conforto Acústico, estabelece níveis de desempenho admissíveis para que se transmita o mínimo de ruídos internos e externos nas edificações. (PIERRARD E AKKERMAN, 2015)
Ensaio A B C Rw ≥ 30 24 ≤ Rw < 30 18 ≤ Rw < 24 Nível de Desempenho D Rw < 18 Nível de redução sonora ponderado Rw (dB)
A NBR 10151:2000 define condições para avaliar a aceitabilidade do ruído em comunidades, obtendo assim, a classificação dos níveis de ruídos em ambientes externos, com o índice NCA (Nível de Critérios de Avaliação). A norma determina um método de cálculo do nível de pressão sonora equivalente, medido em Leq. (SIMÕES,
2011)
De acordo com Simões (2011) a NBR 10152:1987 indica valores de ruído compatíveis com o conforto acústico em dB(A) e curvas NC (Curva de Avaliação de Ruído) em ambientes internos.
A Tabela 2 mostra os valores indicados pela norma de níveis de ruído para conforto acústico, em hotéis e residências, medido em dB(A) e curvas NC.
Tabela 2 - Níveis de Ruído para Conforto Acústico.
Fonte: Adaptado de ABNT NBR 10152:1987
Os níveis de ruído nos ambientes internos indicam valores de referência visando o conforto acústico, além de preservar a saúde e o bem-estar dos habitantes.
5.6.1 Isolamento acústico ao ruído aéreo em dormitórios
A edificação habitacional deve apresentar isolamento acústico adequado das vedações externas, no que se refere aos ruídos aéreos provenientes do exterior da edificação habitacional,
O ruído aéreo é aquele originado primeiramente no ar e podem ser gerados por diferentes emissores, como: veículos, buzinas, voz humana e de animais, instrumentos musicais, entre outros. Depois de serem gerados, os ruídos se propagam no ar e nos elementos da edificação, como: janelas, portas, paredes, pisos, tetos e frestas que constituem o ambiente. (REZENDE, FILHO E NASCIMENTO, 2014)
Locais Hotéis
Apartamentos Restaurantes, salas de estar Restaurantes, salas de estar Residências Dormitórios Salas de estar 40 - 50 30 - 40 35 - 45 45 - 55 35 - 45 40 - 50 dB(A) NC 35 - 40 40 - 50 30 - 40 35 - 45
A NBR 15575-4 determina os limites de isolamento acústico ao ruído aéreo de sistemas de vedações externas (fachadas), definindo níveis de desempenho informativos: mínimo (M), intermediário (I) e superior (S).
Pierrard e Akkerman (2015) afirmam que existem dois métodos para avaliar o desempenho de isolamento de ruído aéreo, são eles: método de engenharia e controle. É recomendado a realização em campo pelo método de engenharia, por ser mais completo e obter resultados mais precisos.
É importante que a edificação possua um isolamento acústico apropriado das vedações externas, relacionado com os ruídos aéreos originários do exterior da edificação, para assim proporcionar um ambiente com conforto para as atividades relacionadas ao sono.
5.6.2 Isolamento de sistemas de vedações verticais externas
A parte 4 da norma NBR 15575:2013 estabelece os limites mínimos de isolamento acústico de sistemas de vedações verticais externas – SVVE. Definindo também os níveis de desempenho informativos, mínimo, intermediário e superior. (PIERRARD E AKKERMAN, 2015)
Segundo Rezende, Filho e Nascimento (2014) a norma traz três métodos de avaliação do isolamento acústico de um sistema de vedação vertical interno e externo, são eles: método de precisão realizado em laboratório, método de engenharia realizado em campo e método simplificado de campo.
De acordo com Michalski (2011) o método de precisão é realizado de acordo com a ISO 140-4, obtendo em laboratório o índice de redução sonora R de elementos construtivos e de elementos conjuntos (parede com janela ou porta). Os ensaios são feitos com cada elemento isolados e depois calculando o isolamento global do conjunto.
O método de engenharia é obtido em campo, de acordo com a ISO 140-4 para as vedações verticais internas ou conforme a ISO 140-5 para vedações verticais externas e fachadas. Esse método é mais exigente em determinar o isolamento sonoro global, por isso é o mais recomendado.
O método simplificado é executado em campo, por meio da ISO 10052, o qual fornece uma aproximação do isolamento sonoro global da vedação interna ou externa.
O parâmetro utilizado nas medições em campo é a diferença padronizada de nível ponderada – D2m,nT,w, já em laboratório, o parâmetro usado é o índice de redução
sonora ponderado – Rw.
A Tabela 3 mostra a diferença padronizada de nível ponderada D2m,nT,w,obtida
em ensaio de campo, a 2 metros de distância da fachada, para o isolamento ao ruído aéreo de sistemas de vedação externas – fachadas. A Tabela 4 apresenta o índice de redução sonora ponderado Rw.
Tabela 3 - Diferença padronizada de nível ponderada da vedação externa, D2m,nT,w
Fonte: Adaptado de ABNT NBR 15575-4 (2013)
Classes de Ruído Parâmetro
Mínimo Intermediário Superior
I ≥ 20 ≥ 25 ≥ 30
II ≥ 25 ≥ 30 ≥ 35
III
Habitação localizada distante de fontes de ruído intenso de quaisquer
naturezas Localização
Habitação localizada em áreas sujeitas a situações de ruído não enquadráveis
nas classes I e III
Habitação sujeita ao ruído intenso de meios de transporte e de outras naturezas, desde que esteja de acordo
com a legislação
D2m,nT,w (dB)
≥ 30 ≥ 35 ≥ 40
Isolamento ao ruído aéreo de sistemas de vedações externas (fachadas) Desempenho
Tabela 4 - Índice de redução sonora ponderado, Rw
Fonte: Adaptado de ABNT NBR 15575-4 (2013)
Conforme Pierrard e Akkerman (2015) o método de medição que as normas ISO 140-5 e ISO 10052 sugerem baseia-se na emissão do ruído do ambiente exterior à fachada, por meio de uma fonte sonora em posição normalizada. A medição dos níveis de pressão sonora é feita em bandas de frequência no exterior localizada a uma distância de 2 metros da fachada e no recinto receptor.
A Tabela 5 mostra os níveis de pressão sonora equivalentes - LAeq a 2 metros
das fachadas das edificações para cada classe de ruído. Essa classificação de caráter informativo não está incluída na norma, no entanto é importante.
Tabela 5 - Níveis de pressão sonora equivalentes LAeq em fachadas
Fonte: Adaptado de Pierrard e Akkerman (2015)
5.6.3 Método de Engenharia
De acordo com Barry (apud Takahashi, 2016, p.53) o método de engenharia é aplicado aos ensaios em campo do isolamento de ruído aéreo, de sistemas
Classes de Ruído Parâmetro
Mínimo Intermediário Superior
I ≥ 25 ≥ 30 ≥ 35
II ≥ 30 ≥ 35 ≥ 40
III
Habitação localizada distante de fontes de ruído intenso de quaisquer
naturezas Localização
Habitação localizada em áreas sujeitas a situações de ruído não enquadráveis
nas classes I e III
Habitação sujeita ao ruído intenso de meios de transporte e de outras naturezas, desde que esteja de acordo
com a legislação
Rw (dB)
≥ 35 ≥ 40 ≥ 45
Isolamento ao ruído aéreo de sistemas de vedações externas (fachadas) Desempenho
Classe de Ruído I
II III
Nível de pressão sonora equivalente ( LAeq - dBA)
Até 60 dBA 60 a 65 dBA 65 a 70 dBA
construtivos entre dois ambientes. De todos os métodos realizados em campo esse é o mais exato, portanto é recomendado sua utilização. (BARRY, 2006)
Segundo Takahashi (2016) os ensaios realizados em campo não possuem um controle das condições ambientais como as que ocorrem em ensaios de laboratório. Em campo a avaliação é efetuada para o conjunto de sistemas construtivos vinculados obtendo o valor do isolamento da partição entre ambientes, diferente do laboratório, o qual é possível isolar a parede que está sendo analisada.
As medições desse método obedecem aos procedimentos descritos na norma internacional ISO 140-4, pois as normas existentes no Brasil não especificam esses processos para a realização dos testes. (NETO, 2009)
A norma ISO 140-4 (apud Neto, 2009, p. 44) expõe os procedimentos para a efetuação da medição do isolamento acústico e obtenção da diferença padronizada de nível – DnT, pela faixa de frequência de 100 Hz a 3,15 kHz, de 1/1 e 1/3 de oitava.
Segundo a norma ISO 140-4 (apud Neto, 2009, p. 46) para se avaliar o isolamento de ruído aéreo é preciso medir o nível de pressão sonora do ruído da fonte na sala emissora (L1), o nível de pressão sonora na sala receptora (L2), o tempo de
reverberação (T2) e o nível do ruído de fundo na sala receptora (LB2). Com esses
parâmetros é obtido, em campo, a diferença de nível de pressão sonora entre salas emissoras e receptoras – D, calculada em decibels, pela Equação 1:
D = L1 - L2 Equação 1
Onde L1 é a média temporal e espacial do nível de pressão sonora da fonte na
sala emissora, e L2 é a média temporal e espacial do nível de pressão sonora da fonte
na sala receptora.
De acordo com a norma ISO 140-4 (apud Neto, 2009, p. 46) em seguida é possível calcular a diferença normalizada de nível – Dn, que é obtida através da
diferença entre os níveis de pressão sonora da fonte, na sala emissora e receptora, considerando a área equivalente de absorção da sala receptora, dada em decibels, mostrada na Equação 2:
Dn=D - 10 log AA
Onde D é a diferença de nível, em dB; A é a área equivalente de absorção da sala receptora, em m² e A0 é a área equivalente a absorção de referência, em m²,
sendo A0 = 10m² para ambientes em edificações.
A norma ISO 140-4 (apud Neto, 2009, p. 47) prevê que em campo pode-se obter a diferença padronizada de nível – DnT, que é obtida por meio da diferença entre
os níveis de pressão sonora da fonte, na sala emissora e receptora, através do tempo de reverberação da sala receptora, dada em decibels e calculada pela Equação 3:
DnT=D+10 logTT
0 Equação 3
Onde D é a diferença de nível, em dB; T é o tempo de reverberação da sala recepetora, em segundos e T0 é o tempo de reverberação de referência, T0 = 0,5s.
Além disso, a norma ISO 140-4 (apud Michalski, 2011, p. 30) traz a obtenção da diferença padronizada de nível a uma distância de 2 metros da fachada do lado exterior, correspondente ao valor do tempo de reverberação na sala receptora, que é calculada a partir da Equação 4:
D2m,nT = D2m + 10 log TT
0 Equação 4
Onde D2m é a diferença de nível a uma distância de 2 metros da fachada, em
dB.
Segundo a ISO 140-4 (apud Michalski, 2011, p. 15) nas medições podem ser utilizadas apenas uma fonte sonora ou várias fontes e também microfones em posições fixas ou móveis, com um ou vários microfones produzindo uma malha. A norma estabelece valores mínimos de distâncias de separação de microfones e alto-falantes, mostrados na Tabela 6.
Tabela 6 - Distâncias mínimas exigidas pela ISO 140-4 para medições de isolamento sonoro aéreo entre salas.
Fonte: Adaptado de ISO (1998) apud Michalski (2011)
A norma ISO 140-4 (apud Michalski, 2011, p.16) estabelece que para utilizar uma única fonte sonora e posições fixas de microfones, são exigidos no mínimo cinco posições de microfone espalhadas no interior das salas e no mínimo duas posições de fonte sonora na sala emissora, resultando em dez medições.
A ISO 140 (apud Michalski, 2011, p.16) em sua parte 14 determina diretrizes para os ensaios em campo estipulando três arranjos de medições, que representa o conjunto de equipamentos em uma medição, de acordo com as áreas do piso da sala de emissão e de recepção. A Tabela 7 lista esses valores estabelecidos.
Tabela 7 - Arranjos de medição estabelecidos pela ISO 140-14.
Fonte: Adaptado de ISO 140 (1998) apud Michalski (2011)
Para evitar sons indesejáveis que podem afetar a sala emissora, é necessário medir os níveis de ruídos de fundo – B2. Conforme a ISO 140-4 (apud Michalski, 2011,
p.17) o nível de ruído de fundo precisa estar no mínimo 6 dB abaixo do nível combinado do sinal (L1) e do ruído de fundo. Caso a diferença de níveis estiver entre
6 e 10 dB, é preciso calcular, através da Equação 5, as correções para o nível do sinal.
L = 10 log (10Lsb/10- 10Lb/10) Equação 5 Distâncias 0,7 m 0,7 m 0,5 m 0,5 m 1,0 m 1,4 m Entre qualquer posição de microfone e fonte sonora
Entre pelo menos duas posições da fonte sonora Medições de isolamento sonoro áereo entre salas
Entre diferentes posições de microfone Entre diferentes posições de fonte sonora
Entre qualquer posição de microfone e contornos da sala (quaisquer superfícies na sala como paredes, teto, pisos, móveis, objetos ou difusores) Entre o centro da fonte sonora e contornos da sala (Pequenas irregularidades
dos contornos da sala podem ser desprezadas.)
1 2 3 < 50 50 a 100 > 100 2 2 3 5 10 15 10 20 45 Arranjos de medição Área de piso da sala (m²) Número de posições de alto-falantes Número de posições de microfones fixos Número total de medições realizadas na sala
Onde L é o nível do sinal ajustado, Lsb é o nível combinado do sinal e do ruído
de fundo e Lb é o nível do ruído de fundo.
Segundo Michaski (2011) para as medições de isolamento acústico de fachada utiliza-se um alto-falante, podendo ser realizado pelo método de elemento ou método global. Ambos os métodos consistem na colocação de um alto-falante do lado de fora da edificação, a uma determinada distância d da fachada, com um ângulo de incidência sonora de 45 ± 5º. No método global, o nível de pressão sonora médio é medido através de um microfone posicionado a 2 metros à frente da fachada.
A Figura 6 mostra o esquema de posicionamento dos equipamentos para medição da fachada, com ângulo de incidência de 45º.
Figura 6 - Geometria do método de alto-falante Fonte: Mischalski (2011)
6 METODOLOGIA
A metodologia que será empregada nesse presente estudo se baseará na medição, em campo, do isolamento sonoro de fachadas de três hotéis que possuem a esquadria em perfil de PVC, com variadas espessuras de vidros, e tipologias de projetante-deslizante (maxim-ar) e de correr. Será analisado o desempenho do sistema de fachadas conforme os parâmetros estabelecidos pela norma NBR 15575:2013.
6.1 OBJETO DE ESTUDO
Foram definidos como objeto de estudo três hotéis localizados na região da cidade de Sinop, Mato Grosso, que são constituídos por fachadas com esquadria em perfil de PVC. O estudo visa analisar os dormitórios dos hotéis que estão com suas esquadrias nas fachadas situadas de frente para a via local.
O primeiro local é o Hotel Pepita, está localizado na Avenida Governador Júlio Campos, no bairro Setor Comercial. O hotel possui esquadria da tipologia de correr mostrada na Figura 6. O segundo hotel é o VIE Hotel, que está localizado na Avenida Bruno Martini, no bairro Recanto Suíço e possui esquadria do tipo projetante-deslizante (maxim-ar) mostrada na Figura 7. O terceiro hotel é o Hotel Ibis, que está localizado na Avenida dos Jacarandás, no bairro Setor Industrial Norte, que também possui esquadria do tipo maxim-ar apresentada na Figura 8.
Figura 7 - Hotel Pepita Fonte: Autoria própria, 2019
Figura 8 - Fachada do Hotel Pepita Fonte: Booking.com (2019)
Figura 9 - VIE Hotel Fonte: Autoria própria, 2019
Figura 10 - Fachada do VIE Hotel Fonte: Facebook VIE Hotel (2019)
Figura 11 - Hotel Ibis Fonte: Autoria própria, 2019
Figura 12 - Fachada do Hotel Ibis Fonte: Trivago (2019)
As respectivas áreas de piso, área das fachadas, volumes dos ambientes que serão analisados estão expostos na Tabela 8.
Tabela 8 - Dimensões dos ambientes a serem avaliados.
Fonte: Autoria própria (2019)
6.2 MÉTODO DE MEDIÇÃO
O método de medição que será utilizado para avaliar o desempenho acústico é o método de engenharia, por ser mais rigoroso em seus resultados e o mais aconselhável a ser usado. (PIERRARD E AKKERMAN, 2015)
O método de elemento visa medir o índice de redução sonora de um elemento presenta na fachada, como a janela, e o método descrito como mais apropriado, segundo a norma ISO 140-5 utiliza um alto-falante como fonte sonora. Os métodos globais aferem a diferença de nível sonoro do exterior para o interior da edificação, de acordo com os estados reais das vias de tráfego, através do parâmetro D2m,nT,w.
Será utilizado nesse presente estudo, o método de elemento empregando um alto-falante como fonte sonora que será posicionada de forma normalizada, seguindo os requisitos estabelecidos nas normas ISO 140-5 e ISO 10052 que determinam os devidos procedimentos de medição como princípios de medição, equipamentos a serem utilizados, geração do campo sonoro, posições dos alto-falantes e dos microfones, correções para ruído de fundo, entre outras.
6.2.1 Medições de isolamento sonoro de fachadas
O roteiro das medições foi descrito anteriormente no tópico 5.6.3 Método de engenharia, onde serão utilizadas as equações citadas para determinar a diferença padronizada de nível – D2m,nT, em dB.
6.2.1.1 Medição de isolamento sonoro de fachadas com alto-falante
O método de medição de isolamento sonoro de fachadas empregado nesse presente estudo será o método global, descrito anteriormente.
O som emitido pelo alto-falante estará a uma frequência de no mínimo 100 Hz a 3,15 kHz, em bandas de terço de oitava. A potência da fonte sonora deve estar a
Local Área (m²) Pé direito (m) Volume (m³) Hotel Pepita 14,77 2,70 39,88 VIE Hotel 21,03 2,72 e 2,40 55,73 Hotel Ibis 17,16 2,75 47,19 2,20x1,29 Área da fachada (m²) 10,95 9,00 7,85 Dimensões das esquadrias (m) 0,9x1,90 1,90x1,195
uma altura suficiente para produzir um nível de pressão sonora de no mínimo 6 dB maior que o ruído de fundo no ambiente receptor.
Neste estudo será empregado um alto-falante localizado a uma distância igual à altura do centro da fachada, com os níveis de pressão sonora aferidos através desse mesmo microfone centralizado a 2 metros no exterior da fachada, visando a obtenção da pressão sonora L1,2.
6.2.1.2 Posições dos microfones
Os microfones serão colocados em 3 locais diferentes no interior do ambiente receptor, devido aos valores das áreas dos quartos e as posições de suas mobílias, totalizando 3 medições em cada local avaliado, determinando assim os valores de L2.
Os microfones serão posicionados a pelo menos 0,5 metros do meio da fachada, com altura de 1,2 metros e no mínimo 0,7 metros de distância de qualquer superfície refletora.
O tempo de reverberação dos ambientes receptores será medido através de uma fonte dodecaédrica e 3 posições diferentes de microfones, seguindo as mesmas distâncias de posição estabelecidas na Tabela 6.
A Tabela 9 mostra o número de pontos de medição que serão posicionados nos ambientes analisados.
Tabela 9 - Pontos de medição para os ensaios.
Fonte: Autoria própria (2019)
As Figuras 10, 11 e 12 mostram os esquemas dos quartos com as posições dos microfones (M) e das fontes sonoras (F), no interior e no exterior dos ambientes.
Fonte emissora Nº de microfones
externos
Nº de microfones internos
Figura 13 - Esquema de posições das medições no Hotel Pepita Fonte: Autoria própria (2019)
Figura 14 - Esquema de posições das medições no VIE Hotel Fonte: Autoria própria (2019)
Figura 15 - Esquema de posições das medições no Hotel Ibis Fonte : Autoria própria (2019)
6.2.2 Medição do LAeq externo
O método de medição dos níveis de pressão sonora equivalente - LAeq que será
utilizado nesse presente estudo é descrito na norma NBR 10151:2000. Serão efetuadas as medições em pontos afastados 1,2 metros do chão e pelo menos 2 metros do limite da propriedade e de superfícies refletoras.
Para a avaliação do LAeq no entorno dos hotéis, será utilizada a classificação
dos níveis de pressão sonora equivalente descrita na Tabela 5 da fundamentação teórica.
6.3 EQUIPAMENTOS DE MEDIÇÃO
Os equipamentos que serão utilizados para realizar as medições são do fabricante BRÜEL & KJAER sendo composto por um kit de medições sonoras, como demostrado na Figura 13. Esse kit é composto por uma fonte sonora dodecaédrica 4292-L OmniPower, que é utilizada para medir o tempo de reverberação pelo método interrompido, um amplificador Power Amplifier Type 2734-A para o alto-falante, um sonômetro 2270, cabos de ligação originais, um adaptador em Y, capaz de analisar dois canais simultaneamente e um cabo achatado para colocar na janela . A Figura 14 mostra o cabo chato e o sonômetro juntamente com o cabo Y, respectivamente.
Figura 16 - Kit para medições sonoras Fonte: Brüel & Kjaer (2019)
Figura 17 - Cabo achatado Fonte: Autoria própria (2019)
Figura 18 - Sonômetro 2270 com cabo Y Fonte: Brüel & Kjaer (2019)
6.4 PROCESSAMENTO DOS DADOS
Os dados que serão obtidos nos ensaios são extraídos do sonômetro pelo software BZ5503 Measurement Partner Suite da Brüel & Kjaer. O software possui
características como a importação de arquivos, exibição e exportação para outros formatos, vista detalhada de dados, pós-processamento de dados, entre outros.
Após a extração dos dados, os mesmos são exportados para o software Qualifier Type 7830 para realizar a avaliação e tratamentos das medidas de isolamento sonoro. Esse software pode ser utilizado em medições de isolamento de ruído aéreo, tempo de reverberação e isolamento de impacto, além de possuir características como os resultados da medição e o cálculo das curvas de isolamento de som e índices.
Posteriormente é desenvolvido o laudo com o gráfico da curva de isolamento e o valor do número único w, o qual é calculado pelo método descrito na norma ISO 717-1. A Figura 14 mostra a interface do software Qualifier Type 7830, gerando resultados das medições feitas em campo.
Figura 19 - Interface do Qualifier Type 7830 Fonte: Brüel & Kjaer (2019)
Figura 20 - Fluxugroma do processamento de dados Fonte: Autoria própria (2019)
Measurement Partner Suite Qualifier Type 7830 Número único w (ISO 717) Planilha Excel
7 CRONOGRAMA
ATIVIDADES 2019 2020
JUL AGO SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JUN Revisão Bibliográfica Coleta de dados Compilação dos dados Pós-processamento Escrita do artigo Defesa em banca
8 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15575: Edificações habitacionais - Desempenho. Rio de Janeiro: ABNT, 2013.
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