Caraterização acústica de grandes centros comerciais - centros comerciais do grande Porto

CARACTERIZAÇÃO ACÚSTICA DE GRANDES

CENTROS COMERCIAIS

CENTROS COMERCIAIS DO GRANDE PORTO

CLÁUDIA FILIPA RESENDE TEIXEIRA PEREIRA DISSERTAÇÃO DE MESTRADO APRESENTADA

À FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO EM MIEC – MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL

C

ARACTERIZAÇÃO ACÚSTICA DE

GRANDES CENTROS COMERCIAIS

Centros comerciais do Grande Porto

C

F

R

T

P

Dissertação submetida para satisfação parcial dos requisitos do grau de

MESTRE EM ENGENHARIA CIVIL —ESPECIALIZAÇÃO EM CONSTRUÇÕES

Orientador: Professor Doutor António Pedro Oliveira de Carvalho

Tel. +351-22-508 1901 Fax +351-22-508 1446  miec@fe.up.pt

Editado por

FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO Rua Dr. Roberto Frias

4200-465 PORTO Portugal Tel. +351-22-508 1400 Fax +351-22-508 1440  feup@fe.up.pt  http://www.fe.up.pt

Reproduções parciais deste documento serão autorizadas na condição que seja mencionado o Autor e feita referência a Mestrado Integrado em Engenharia Civil -

2014/2015 - Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 2015.

As opiniões e informações incluídas neste documento representam unicamente o ponto de vista do respetivo Autor, não podendo o Editor aceitar qualquer responsabilidade legal ou outra em relação a erros ou omissões que possam existir.

Este documento foi produzido a partir de versão eletrónica fornecida pelo respetivo Autor.

A minha Família

O ignorante afirma, o sábio duvida, o sensato reflete. Aristóteles

AGRADECIMENTOS

Ao Professor Doutor António Oliveira de Carvalho, de quem detenho uma enorme admiração pelo seu conhecimento e entusiasmo na Acústica, agradecendo desta forma todo o seu apoio e orientação. Ao Engenheiro António Eduardo Costa, pela simpatia e camaradagem na realização do trabalho de campo.

Aos Engenheiros e Administradores dos centros comerciais (Arrábida Shopping, Via Catarina, Norte

Shopping e Dolce Vita Porto), por proporcionarem o presente estudo e confiarem no meu projeto de

dissertação, entre eles: Sérgio Carvalho, Joaquim Moreira, Adolfo Oliveira, Paulo Martins, Nuno do Carmo, João Seixas, Pedro Ranita e Tiago Rodrigues.

As minhas amigas, Filipa Neiva e Lara Oliveira, que me acompanharam neste longo percurso. Aos restantes colegas que, de alguma forma, participaram na minha vida académica.

Aos poucos, mas bons e fieis amigos (extra FEUP), que longe ou perto são eternamente essenciais. Por último, mas não menos relevante, a família que vive e convive comigo diariamente (pai, mãe, mano, avó, tio), de quem recebo todo o suporte, amor e compreensão, particularmente aos meus pais pelo investimento e incentivo na minha educação. Ao meu amigo e sempre companheiro João Costa. Todos eles tem aturado os “stresses” desta reta final de curso, e por inúmeros motivos, são as pessoas mais importantes na minha vida.

Na falta de melhores palavras (porque às vezes basta uma), Obrigada. Sem todos este objetivo não seria concretizado.

RESUMO

Atualmente os centros comerciais são diariamente frequentados por inúmeras pessoas que os ocupam não só para a atividade comercial, mas também para fins sociais e de lazer. O facto destes locais se encontrarem acessíveis nas grandes cidades e possuírem quase tudo no mesmo edifício, realça o motivo da sua crescente procura. O que provavelmente poucos sabem é que a permanente exposição ao ruído sentido em espaços sem condições acústicas apropriadas pode afetar, a curto ou longo prazo, o bem-estar físico e mental, podendo conduzir mesmo a danos auditivos irreversíveis ou até a distúrbios emocionais. Assim, uma ida a um centro comercial pode resultar numa sensação positiva ou negativa, dependendo também da sensibilidade auditiva e da análise subjetiva de cada visitante ao ambiente sonoro experimentado. Deste fundamento, surge a necessidade de caracterizar acusticamente estes espaços em busca da qualidade de comunicação, do conforto e salvaguarda da saúde dos demais usuários, bem como auxílio na obtenção da qualidade e sustentabilidade desta tipologia de edifícios. De um modo geral, as características espaciais e geométricas, bem como os materiais empregues, estão na base da avaliação acústica de um centro comercial, sendo as de maior relevância: o número de pisos; o pé-direito; o volume; a configuração espacial dos corredores, átrios e praças de alimentação; a forma das superfícies; e a capacidade de absorção sonora dos materiais de revestimento da envolvente. Para a avaliação do conforto acústico analisam-se os resultados dos parâmetros medidos do tempo de reverberação, do nível sonoro de ruído de fundo com e sem ocupação, e do RASTI. Os casos estudados nesta dissertação encontram-se no Grande Porto: Arrábida Shopping, Via Catarina, Norte Shopping e

Dolce Vita Porto, inaugurados de 1996 a 2005, e apresentam configurações espaciais distintas.

Por questões de confidencialidade solicitada por alguns dos centros comerciais, os mesmos são identificados por A, B, C e D, sem nenhuma ordem em particular. O tempo de reverberação, ruído de fundo (sem ocupação) e RASTI foram medidos em dias da semana, após o encerramento dos espaços comerciais. Quanto à avaliação do ruído com ocupação, optou-se por medir num dia de fim-de-semana, em regime de funcionamento, entre as 14h e 17h30, período de elevada densidade ocupacional. Nas praças de alimentação obtiveram-se os tempos de reverberação médios para as bandas de frequências dos 500 a 2k Hz, de 1,7 a 3,2 s; os níveis sonoros equivalentes médios de ruído de fundo (sem ocupação) de 45 a 54 dB(A) e de ruído de ocupação entre 67 e 70 dB(A), com ∆L (= Lc/ocupação – Ls/ocupação) entre 15 e 22 dB(A); e RASTI médio de 0,41 a 0,51. Os efeitos traduzem-se para todos os casos em longos tempos de reverberação e elevados níveis sonoros do ruído com ocupação. Para as praças de alimentação

A e B a inteligibilidade da palavra revelou-se medíocre, enquanto para C e D a avaliação foi de suficiente.

De um modo geral, afirma-se que as praças de alimentação B e D dizem respeito ao pior e ao melhor dos casos estudados no que consiste à caracterização acústica. Porém, apesar do caso D ter características acústicas mais adequadas para os fins a que se destina, deve merecer, a par dos restantes centros comerciais da amostra, a atenção da respetiva entidade gestora no que concerne a medidas de melhoramento do ambiente acústico, uma vez que os parâmetros estimados não representam os valores ideais.

Em síntese, as grandes áreas comerciais devem ser projetadas e administradas com vista a proporcionar condições confortáveis e satisfatórias de utilização. Neste sentido, conclui-se que o elevado tempo de reverberação e ruído de ocupação sentido na maioria dos centros comerciais são características acústicas negativas para a inteligibilidade da palavra e conforto acústico, que devem ser convenientemente examinadas e corrigidas.

PALAVRAS-CHAVE: Centro Comercial, Tempo de Reverberação, Ruído de Fundo, Ruído de Ocupação, RASTI.

ABSTRACT

Shopping centers are frequented, daily, by countless people not only for commercial activities, but also for social and leisure purposes. The fact that these places are accessible in major cities and have almost everything in the same building, increases the demand. What probably few people know is that the permanent exposure to the noise in shopping centers without proper acoustics conditions, can affect, in short or long term, physical and mental well-being, possibly leading to irreversible hearing damages or even emotional disturbances. So, a trip to a shopping center can be positive or negative, depending on the hearing sensitivity and subjective analysis of each visitor to the sound environment. On this basis, there is the need to acoustically characterize these spaces, in searching for communication quality, comfort and health protection of it’s users, as well as promoting the quality and sustainability of this typology of buildings.

Generally, the spatial and geometric characteristics as well as the materials employed are the base of an acoustic evaluation of a shopping center, being the most relevant: the number of floors; the height; the volume; the spatial configuration of the corridors, halls and food courts; the shape of surfaces; and the sound absorption of the coating materials.

For the evaluation of acoustic comfort were analysed the results of the measured parameters regarding reverberation time, sound level of background noise with and without occupation and RASTI. The case studies in this thesis are in Oporto, namely: Arrábida Shopping, Via Catarina, Norte Shopping and Dolce Vita Porto, opened between 1996 and 2005, each one with it’s own spatial configurations.

For confidentiality reasons requested by some of the shopping centers, these will be labelled as A, B, C and D, in no particular order. The reverberation time, background noise (unoccupied) and RASTI were measured on weekends, after the closure. As for the evaluation of noise with occupation, it was measured on a weekend day, with shopping centers in operation, between 2 p.m. and 5:30 p.m., a high occupational density period. In food courts, the average reverberation time was obtained to frequency bands of 500 to 2 k Hz, and achieved 1,7 to 3,2 s; the average equivalent sound levels of background noise (without occupation) was in the interval of 45 to 54 dB(A), and occupation noise between 67 and 70 dB(A), with ∆L (= Lwith occupation – Lwithout occupation) from 15 to 22 dB(A); and the average RASTI was 0,41 to 0,51. Those effects show, in all cases, long reverberation times and high sound levels of noisy occupation. For food courts A and B to speech intelligibility proved to be mediocre, while for C and D evaluations was sufficient. In general, it is said that food courts B and D relate to the worst and the best studied case in the acoustic characterization. But, despite the case D have more appropriate acoustic characteristics for the intended purposes, it deserves, along with the other shopping centers in the sample, the attention of the respective manager regarding the implementation of measures to improve the acoustic environment, once the estimated parameters do not represent the optimal values.

In summary, the large shopping centers increasingly affecting the daily life of the population, should be designed and managed in order to provide comfortable and favourable conditions of use. It is concluded that the high reverberation time and noise occupation in most shopping centers represent negative acoustic conditions for speech intelligibility and acoustic comfort, which should be properly examined and corrected.

ÍNDICE GERAL AGRADECIMENTOS ... i RESUMO ...iii ABSTRACT ... v ÍNDICE DE FIGURAS ... xi ÍNDICE DE QUADROS ... xv

SÍMBOLOS, ACRÓNIMOS E ABREVIATURAS ... xix

1. INTRODUÇÃO

2. CONCEITOS E DEFINIÇÕES

2.2.2.EFEITOS DO RUÍDO NA SAÚDE HUMANA ... 4

2.2.3.PROPAGAÇÃO DO SOM ... 6

2.2.4.PRESSÃO SONORA ... 7

2.2.5.CELERIDADE ... 8

2.2.6.INTENSIDADE E POTÊNCIA SONORA ... 8

2.2.7.NÍVEIS ... 9 2.2.8.FREQUÊNCIA ... 10 2.2.9.CURVAS DE PONDERAÇÃO... 11 2.3.ACÚSTICA DE EDIFÍCIOS ... 12 2.3.1.ABSORÇÃO SONORA ... 12 2.3.2.TEMPO DE REVERBERAÇÃO ... 13

2.3.3.MATERIAIS PARA CORREÇÃO ACÚSTICA ... 14

2.3.3.1.Introdução ... 14

2.3.3.2.Materiais porosos e fibrosos... 15

2.3.3.3.Ressoadores ... 16

2.3.4.CAMPO DIRETO E CAMPO REVERBERADO ... 18

2.3.5.CURVAS DE INCOMODIDADE... 19

2.3.6.PERCEÇÃO DA PALAVRA ... 20

2.3.6.1.Inteligibilidade da palavra ... 20

2.3.6.2.Privacidade da palavra ... 21

2.4.OUTROS PARÂMETROS ACÚSTICOS ... 21

2.4.1.REFLEXÕES E ECOS ... 21

2.4.2.DIFUSÃO ... 22

2.4.3.PARÂMETROS SUBJETIVOS ... 22

3. ESTADO DA ARTE

3.1.O QUE É UM CENTRO COMERCIAL? ... 25

3.2.CONTEXTUALIZAÇÃO DOS CENTROS COMERCIAIS ... 26

3.3.HISTÓRIA DOS CENTROS COMERCIAIS ... 29

3.4.ACÚSTICA DE GRANDES CENTROS COMERCIAIS ... 31

3.5.INFLUÊNCIA DAS CARACTERÍSTICAS DO ESPAÇO NA ACÚSTICA ... 33

3.6.REQUISITOS ACÚSTICOS DOS CENTROS COMERCIAIS ... 35

3.6.1.INTRODUÇÃO ... 35

3.6.2.TEMPO DE REVERBERAÇÃO ... 35

3.6.3.RUÍDO DE FUNDO ... 36

3.6.4.INTELIGIBILIDADE E PRIVACIDADE DA PALAVRA ... 37

3.6.5.VALORES ACÚSTICOS ADEQUADOS PARA CENTROS COMERCIAIS ... 38

3.7.EXEMPLOS DE CENTROS COMERCIAIS ... 38

3.7.1.CENTROS COMERCIAIS EM ANCARA (TURQUIA) ... 38

3.7.2. SHEFFIELD MEADOWHALL SHOPPING CENTRE (REINO UNIDO) ... 41

3.7.3.CENTROS COMERCIAIS NO BRASIL ... 45

3.7.3.1.Porto Alegre ... 45

3.7.3.2.Nordeste Brasileiro ... 47

3.7.4. TORONTO EATON CENTRE (CANADÁ) ... 50

4. CASOS DE ESTUDO: CENTROS COMERCIAIS DO

GRANDE PORTO

4.2.CARACTERIZAÇÃO DA AMOSTRA ... 51

4.2.1.CENTRO COMERCIAL: ARRÁBIDA SHOPPING ... 51

4.2.2.CENTRO COMERCIAL: VIA CATARINA ... 54

4.2.3.CENTRO COMERCIAL: NORTE SHOPPING ... 55

4.2.4.CENTRO COMERCIAL: DOLCE VITA PORTO ... 58

5. AVALIAÇÃO ACÚSTICA OBJECTIVA

5.1.INTRODUÇÃO ... 61 5.2.TEMPO DE REVERBERAÇÃO... 61 5.2.1.METODOLOGIA ... 61 5.2.1.1.Equipamento ... 61 5.2.1.2.Procedimentos ... 62 5.2.2.PONTOS DE MEDIÇÃO ... 62 5.2.3.RESULTADOS ... 63 5.2.3.1.Caso A ... 63 5.2.3.2.Caso B ... 65 5.2.3.3.Caso C ... 66 5.2.3.4.Caso D ... 68 5.2.3.5.Comparação de resultados ... 70 5.3.RUÍDO DE FUNDO ... 72 5.3.1.METODOLOGIA ... 72 5.3.1.1.Equipamento ... 72 5.3.1.2.Procedimentos ... 72 5.3.2.PONTOS DE MEDIÇÃO ... 72 5.3.3.RESULTADOS ... 73 5.3.3.1.Caso A ... 73 5.3.3.2.Caso B ... 78 5.3.3.3.Caso C ... 83 5.3.3.4.Caso D ... 87 5.3.3.5.Comparação de resultados ... 92 5.4.RASTI ... 94 5.4.1.METODOLOGIA ... 94 5.4.1.1.Equipamento ... 94

5.4.1.2.Procedimentos ... 94 5.4.2.PONTOS DE MEDIÇÃO ... 95 5.4.3.RESULTADOS ... 95 5.4.3.1.Caso A ... 95 5.4.3.2.Caso B ... 96 5.4.3.3.Caso C ... 97 5.4.3.4.Caso D ... 97 5.4.3.5.Comparação de resultados ... 98

5.5.COMPARAÇÃO COM CASOS DE REFERÊNCIA ... 100

6. CONCLUSÕES E DESENVOLVIMENTOS FUTUROS

6.1.CONCLUSÕES ... 103

6.2.DESENVOLVIMENTOS FUTUROS... 108

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1. – Representação do ouvido humano (ouvido externo, ouvido médio e ouvido interno). (adaptado de [3]) ... 4 Figura 2.2. – O limiar da audição e o limiar da dor, dos humanos; a zona central que corresponde à música e ruídos diversos, e o núcleo central onde se encontra a palavra. (adaptado de [5] e baseado em [2]) ... 5 Figura 2.3. – Propagação das ondas sonoras que se traduz em ciclos de compressão (zona C) e rarefação (zona R) no meio elástico estimulado. O movimento da crista com pressão mais elevada em conjunto com o da zona dispersa de pressão inferior representa a progressão da onda de som para a direita. (adaptado de [3]) ... 7 Figura 2.4. – A pressão ao longo do tempo traduz-se em ciclos de compressão e rarefação no meio elástico estimulado em relação à pressão atmosférica. (adaptado de [3]) ... 7 Figura 2.5. – Com o aumento da distância r à fonte sonora, a área de influência Ai aumenta e a

intensidade da onda sonora diminui, pois a energia sonora de propagação mantém-se uniforme. Note-se ainda na figura que, no caso de uma fonte pontual, a duplicação da distância corresponde à passagem do som numa área quatro vezes maior, e sendo a intensidade inversamente proporcional então esta terá uma redução de valor igual a 1/4. [3] ... 8 Figura 2.6. – Espectros sonoros de um mesmo ruído: as linhas a tracejado apresentam o nível de pressão sonora obtido para as bandas de frequência de 1/1 oitava e as linhas a cheio para as de 1/3 oitava. Visto que as bandas de 1/1 oitava envolvem a adição logarítmica de um número superior de sinais sonoros então a intensidade é maior que a resultante de 1/3 oitava. [2] ... 10 Figura 2.7. – Curvas de igual sensibilidade auditiva (em fone), onde se demonstra a melhor perceção na gama dos 1k a 4k Hz. (adaptado de [3]) ... 11 Figura 2.8. – Propagação da onda sonora e suas formas de energia. Da energia incidente parte é refletida, parte é absorvida e outra parte é transmitida através da superfície em questão. [8] ... 12 Figura 2.9. – Definição de tempo de reverberação (TR) pelo valor teórico (decaimento de 60 dB, à esquerda (A)) e pelo valor extrapolado (à direita (B)). (adaptado de [3]) ... 13 Figura 2.10. – Comportamento em frequência dos três tipos de materiais e sistemas absorventes. [9] ... 15 Figura 2.11. – Como exemplo e da esquerda para a direita, apresentam-se aglomerados de fibras de madeira [10], placas rígidas de fibras minerais de lã de rocha [11] e aglomerado negro de cortiça [12]. ... 16 Figura 2.12. – Exemplo de absorsor suspenso (baffle) [13]. ... 16 Figura 2.13. – Exemplos de ressoadores isolados - à esquerda: potes embutidos nas paredes em igrejas medievais da Suécia e Dinamarca, respetivamente, sem e com material absorvente [3]; à direita: bloco acústico de argamassa leve com aberturas [14]. ... 17 Figura 2.14. – Exemplo de ressoador agrupado - painel em madeira perfurado para teto falso. [15] .. 17 Figura 2.15. – Exemplo do funcionamento de um sistema com painel vibrante (membrana). (adaptado de [16]) ... 18

Figura 2.16. – Curvas de incomodidade: esquerda, NC (adaptado de [17]), e direita, NR (adaptado de [18]). ... 19 Figura 3.1. – Markthal Rotterdam, premiado em 2015 para o melhor centro comercial do mundo. [28] ... 26 Figuras 3.2. e 3.3. – Maiores centros comerciais do mundo: (Esquerda) The Dubai Mall, em área total [34]; (Direita) em área comercial, New South China Mall [35]. ... 26 Figura 3.4. – Maior centro comercial de Portugal e da Península Ibérica: Dolce Vita Tejo. [38] ... 27 Figura 3.5. – Maior centro comercial de Porto e Norte de Portugal: Mar Shopping. [41] ... 27 Figura 3.6. – Área em m2 _{face ao total residente em cada país europeu por cada 1000 habitantes:}

Portugal, França, Reino Unido e Alemanha. (adaptado de [44]) ... 27 Figura 3.7. – À esquerda, área bruta locável média em m2 _{de centros comerciais a nível mundial; à}

direita, total da área bruta locável em m2 _{dos centros comerciais de cada país europeu por cada 1000}

habitantes. [45] ... 28 Figuras 3.8. e 3.9. – (Esquerda) Mercado de Trajano (Roma, Itália), um dos primeiros exemplos dos centros comerciais no mundo [47]; (Direita) Grand Bazaar de Istambul (Turquia), considerado um dos maiores e mais antigos mercados cobertos do mundo [48].. ... 29 Figuras 3.10. e 3.11. – (Esquerda) Galleria Vittorino Emanuele II (Milão, Itália), configuração próxima dos grandes centros comerciais do mundo [49]; (Direita) Gruen Center (Minnesota, EUA), pioneiro complexo de compras totalmente fechado [50]. ... 30 Figura 3.12. – Centro Comercial Cruzeiro no Monte de Estoril (Estoril, Lisboa), inaugurado a 1951, o primeiro centro comercial de Portugal [52]. ... 30 Figura 3.13. – Centro Comercial Brasília no Porto, o mais antigo da cidade. [55] ... 31 Figura 3.14. – Sequência cronológica da inauguração dos centros comerciais do Grande Porto (incluindo os casos de estudo da presente dissertação destacados a negrito).. ... 31 Figura 3.15. – Tipologia de cada centro comercial em Ancara: Galleria Ankara, Gordion AVM, Cepa AVM, Antares AVM, Armada e 365 AVM. [68] ... 38 Figura 3.16. – Configuração espacial de cada átrio: Oasis, Lower High Street e Upper Central Dome, do Sheffield Meadowhall Shopping Centre (Reino Unido). [69] ... 42 Figura 3.17. – Configuração espacial do centro comercial J: à esquerda a planta da praça de alimentação com os pontos de medição e à direita o corte com designação das alturas. [75] ... 47 Figura 3.18. – Configuração espacial do centro comercial L: à esquerda a planta da praça de alimentação com os pontos de medição e à direita o corte com designação das alturas. [75] ... 48 Figura 3.19. – Praça de alimentação do centro comercial Toronto Eaton Centre (Canadá), onde se realizaram medições do tempo de reverberação e ruído de fundo para a respetiva caracterização acústica num processo de renovação. [77] ... 50 Figura 4.1. – Planta piso 0 do Arrábida Shopping, com área em estudo destacada a traço vermelho. (adaptado de [80]) ... 52 Figura 4.2. – Planta piso 2 do Arrábida Shopping, com área em estudo destacada a traço vermelho. (adaptado de [80]) ... 52

Figura 4.3. – Corte do centro comercial Arrábida Shopping. (adaptado de [80]) ... 52 Figuras 4.4. e 4.5. – Configuração espacial e características dos revestimentos implementados no piso 0 do Arrábida Shopping. [Fotografias da autora] ... 53 Figuras 4.6. a 4.8. – Configuração espacial e características dos revestimentos implementados no piso 2 do Arrábida Shopping, com pormenorização da cobertura e do teto com painéis absorventes perfurados. [Fotografias da autora] ... 53 Figura 4.9. – Planta piso 1 do Via Catarina, com área em estudo destacada a traço vermelho. (adaptado de [83]) ... 54 Figura 4.10. – Planta piso 4 do Via Catarina, com área em estudo destacada a traço vermelho. (adaptado de [83]) ... 54 Figuras 4.11. e 4.12. – Configuração espacial e características dos revestimentos no piso 1 do centro comercial Via Catarina. [Fotografias da autora] ... 55 Figuras 4.13. e 4.14. – Configuração espacial e características dos revestimentos no piso 4 do centro comercial Via Catarina. [Fotografias da autora] ... 55 Figura 4.15. – Planta piso 0 do Norte Shopping, com área em estudo destacada a traço vermelho. (adaptado de [86]) ... 56 Figura 4.16. – Planta piso 1 do Norte Shopping, com área em estudo destacada a traço vermelho. (adaptado de [86]) ... 57 Figuras 4.17. a 4.19. – Configuração espacial e características dos revestimentos no piso 0 do Norte Shopping. [Fotografias da autora] ... 57 Figuras 4.20. e 4.21. – Configuração espacial e características dos revestimentos no piso 1 do Norte Shopping. [Fotografias da autora] ... 58 Figura 4.22. – Planta piso 1 do Dolce Vita Porto, com área em estudo destacada a traço vermelho. (adaptado de [89]) ... 59 Figura 4.23. – Planta piso 4 do Dolce Vita Porto, com área em estudo destacada a traço vermelho. (adaptado de [89]) ... 59 Figuras 4.24. e 4.25. – Configuração espacial e características dos revestimentos no piso 1 do Dolce Vita Porto. [Fotografias da autora] ... 60 Figuras 4.26. e 4.27. – Configuração espacial e características dos revestimentos no piso 4 do Dolce Vita Porto. [Fotografias da autora] ... 60 Figuras 5.1. e 5.2. – Equipamentos da Brüel & Kjaer para a medição do tempo de reverberação, respetivamente o sonómetro (recetor) de modelo 2260 e a fonte sonora (altifalante) de modelo 4224. [Fotografias da autora] ... 62 Figura 5.3. – Esboço genérico da configuração espacial da zona estudada nos centros comerciais (casos A, B, C e D), a castanho a localização da fonte sonora (FS) e materializado a verde os pontos de medição do tempo de reverberação (P1, P2 e P3). ... 63 Figura 5.4. – Valores médios do tempo de reverberação medido nos três pontos P1, P2 e P3, nos pisos 0 e 1 (piso da praça de alimentação) no centro comercial A. ... 64 Figura 5.5. – Valores médios do tempo de reverberação medido nos três pontos P1, P2 e P3, nos pisos 0 e 1 (piso da praça de alimentação) no centro comercial B. ... 66

Figura 5.6. – Valores médios do tempo de reverberação medido nos três pontos P1, P2 e P3, nos pisos 0 e 1 (piso da praça de alimentação) no centro comercial C. ... 68 Figura 5.7. – Valores médios do tempo de reverberação medido nos três pontos P1, P2 e P3, nos pisos 0 e 1 (piso da praça de alimentação) no centro comercial D. ... 69 Figura 5.8. – Variação do tempo de reverberação médio medido no piso 0 nos quatro centros comerciais em estudo (A, B, C e D). ... 70 Figura 5.9. – Variação do tempo de reverberação médio medido no piso 1 (praça de alimentação) nos centros comerciais A, B, C e D. ... 71 Figura 5.10. – Esboço genérico da configuração espacial da zona estudada nos centros comerciais (casos A, B, C e D), materializado a azul os pontos de medição do ruído de fundo (P1, P2 e P3), de acordo com o sentido da medição. ... 73 Figura 5.11. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros do ruído de fundo (sem ocupação) medidos nos pisos 0 e 1, no centro comercial A. ... 74 Figura 5.12. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros do ruído de ocupação medidos no piso da praça de alimentação no centro comercial A. ... 76 Figura 5.13. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros do ruído de fundo (sem ocupação) medidos nos pisos 0 e 1, no centro comercial B. ... 79 Figura 5.14. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros do ruído de ocupação medidos no piso da praça de alimentação no centro comercial B. ... 81 Figura 5.15. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros do ruído de fundo (sem ocupação) medidos nos pisos 0 e 1, no centro comercial C. ... 84 Figura 5.16. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros do ruído de ocupação medidos no piso da praça de alimentação no centro comercial C. ... 86 Figura 5.17. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros do ruído de fundo (sem ocupação) medidos nos pisos 0 e 1, no centro comercial D. ... 88 Figura 5.18. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros do ruído de ocupação medidos no piso da praça de alimentação no centro comercial D. ... 90 Figuras 5.19. e 5.20. – Equipamentos da Brüel & Kjaer necessários à medição de RASTI, respetivamente o emissor (altifalante) modelo 4225 e recetor modelo 4419. [Fotografias da autora] .. 94 Figura 5.21. – Esboço genérico da configuração espacial da zona estudada nos centros comerciais (casos A, B, C e D), a castanho a localização da fonte sonora (FS) e concretizado a amarelo os pontos de medição do RASTI (P1, P2 e P3), nomeadamente ao centro e à direita, de acordo com o sentido da medição. ... 95 Figura 5.22. – Valores mínimos, médios e máximos de RASTI obtidos nos casos de estudo A, B, C e D. ... 99 Figura 6.1. – Problema acústico comum a todos os casos de estudo (A, B, C e D): Ruído causado pelo arrastamento de cadeiras com “borrachinhas” gastas ou sem as mesmas. [Fotografia da autora] .... 106

ÍNDICE DE QUADROS

Quadro 2.1. – Reação e efeitos negativos sentidos pelos humanos consoante os níveis de pressão sonora, experienciados em locais do quotidiano. (adaptado de [6])... 6 Quadro 2.2. – Para a gama audível apresentam-se os valores numéricos das ponderações da curva A para bandas de frequência de 1/1 oitava e 1/3 oitava. [2] ... 12 Quadro 2.3. – Variabilidade da emissão da voz das vogais e consoantes. [2] ... 20 Quadro 2.4. – Os valores de RASTI fazem-se corresponder a uma escala subjetiva da inteligibilidade da palavra de 0 a 1. (adaptado de [19]) ... 20 Quadro 2.5. – Elementos que afetam a privacidade da palavra entre locais contíguos em função do tipo de espaço. [2] ... 21 Quadro 2.6. – Os valores de RASTI podem fazer-se corresponder a uma escala subjetiva da privacidade da palavra de 0 a 1. [21] ... 21 Quadro 3.1. – Distância máxima orador-ouvinte relativamente ao nível sonoro contínuo equivalente do ruído de fundo com o objetivo de se obter inteligibilidade da palavra. (adaptado de [63])... 34 Quadro 3.2. – Características dos espaços comerciais e a influência das mesmas nos parâmetros acústicos. ... 35 Quadro 3.3. – Valor máximo do tempo de reverberação para recintos públicos de restauração de edifícios comerciais (praças de alimentação) imposto pelo RRAE. [64] ... 35 Quadro 3.4. – Valores críticos do nível sonoro do ruído de fundo, limites mínimos da Organização Mundial de Saúde (OMS). (adaptado de [66]) ... 37 Quadro 3.5. – Valores ideais e espectáveis do tempo de reverberação, ruído de fundo, inteligibilidade e privacidade da palavra, que atendem aos requisitos acústicos dos espaços comerciais. ... 38 Quadro 3.6. – Valores dos parâmetros acústicos avaliados nos seis centros comerciais estudados em Ancara. (adaptado de [68]) ... 40 Quadro 3.7. – Critérios positivos e negativos a considerar no estudo do conforto acústico. (adaptado de [68]) ... 41 Quadro 3.8. – Características arquitetónicas e acústicas dos três átrios do Sheffield Meadowhall Shopping Centre: Oasis, Lower High Street e Upper Central Dome (Reino Unido). (adaptado de [69]) ... 42 Quadro 3.9. – Níveis sonoros equivalentes do ruído obtidos nas três praças de alimentação A, B e C em Porto Alegra, na sexta-feira e sábado, com respetiva variação. (adaptado de [70]) ... 45 Quadro 4.1. – Dados numéricos principais do Arrábida Shopping, Via Catarina, Norte Shopping e Dolce Vita. ... 60 Quadro 5.1. – Valores da medição do tempo de reverberação obtidos para os três pontos de medição no piso 0 do centro comercial caso A. ... 63 Quadro 5.2. – Valores da medição do tempo de reverberação obtidos para os três pontos de medição no piso 1 (piso da praça de alimentação) do centro comercial caso A... 63

Quadro 5.3. – Valores da medição do tempo de reverberação obtidos para os três pontos de medição no piso 0 do centro comercial caso B. ... 65 Quadro 5.4. – Valores da medição do tempo de reverberação obtidos para os três pontos de medição no piso 1 (piso da praça de alimentação) do centro comercial caso B... 65 Quadro 5.5. – Valores da medição do tempo de reverberação obtidos para os três pontos de medição no piso 0 do centro comercial caso C. ... 67 Quadro 5.6. – Valores da medição do tempo de reverberação obtidos para os três pontos de medição no piso 1 (piso da praça de alimentação) do centro comercial caso C. ... 67 Quadro 5.7. – Valores da medição do tempo de reverberação obtidos para os três pontos de medição no piso 0 do centro comercial caso D. ... 68 Quadro 5.8. – Valores da medição do tempo de reverberação obtidos para os três pontos de medição no piso 1 (piso da praça de alimentação) do centro comercial caso D. ... 69 Quadro 5.9. – Valores dos tempos de reverberação médios para as bandas de frequências 500, 1k e 2k Hz, nos quatro casos em estudo (A, B, C e D). ... 71 Quadro 5.10. – Valores dos níveis de pressão sonora e níveis sonoros na medição do ruído de fundo (sem ocupação), obtidos para os três pontos de medição no piso 0 do centro comercial caso A. ... 73 Quadro 5.11. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros na medição do ruído de fundo, obtidos para os três pontos de medição no piso 1 (praça de alimentação) do centro comercial caso A. ... 74 Quadro 5.12. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros equivalentes, e outros parâmetros estatísticos na medição do ruído de fundo (sem ocupação), para os três pontos de medição e respetivas médias, nos pisos 0 e 1 do centro comercial caso A. ... 75 Quadro 5.13. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros na medição do ruído de ocupação, obtidos para os três pontos de medição no piso 1 do centro comercial caso A. ... 76 Quadro 5.14. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros equivalentes, e outros parâmetros estatísticos na medição do ruído de ocupação, para os três pontos de medição e respetivas médias, no piso 1 (praça de alimentação) do centro comercial caso A. ... 77 Quadro 5.15. – Comparação dos níveis de pressão sonora equivalentes, níveis sonoros equivalentes e outros parâmetros estatísticos, obtidos nas medições do ruído de ocupação e do ruído de fundo (sem ocupação), no piso 1 (praça de alimentação) do centro comercial caso A. ... 77 Quadro 5.16. – Curvas NC e NR dos níveis de pressão sonora do ruído de fundo (sem ocupação) e do ruído de ocupação e frequência que causa mais incómodo na presença do ruído com ocupação, no centro comercial A. ... 78 Quadro 5.17. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros na medição do ruído de fundo (sem ocupação), obtidos para os três pontos de medição no piso 0 do centro comercial caso B. ... 78 Quadro 5.18. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros na medição do ruído de fundo (sem ocupação), obtidos para os três pontos de medição no piso 1 (praça de alimentação) do centro comercial caso B. ... 79 Quadro 5.19. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros equivalentes, e outros parâmetros estatísticos na medição do ruído de fundo (sem ocupação), para os três pontos de medição e respetivas médias, nos pisos 0 e 1 do centro comercial caso B. ... 80

Quadro 5.20. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros na medição do ruído de ocupação, obtidos para os três pontos de medição no piso 1 do centro comercial caso B. ... 81 Quadro 5.21. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros equivalentes, e outros parâmetros estatísticos na medição do ruído de ocupação, para os três pontos de medição e respetivas médias, no piso 1 (praça de alimentação) do centro comercial caso B. ... 81 Quadro 5.22. – Comparação dos níveis de pressão sonora equivalentes, níveis sonoros equivalentes e outros parâmetros estatísticos, obtidos nas medições do ruído de ocupação e do ruído de fundo (sem ocupação), no piso 1 (praça de alimentação) do centro comercial caso B. ... 82 Quadro 5.23. – Curvas NC e NR dos níveis de pressão sonora do ruído de fundo (sem ocupação) e do ruído de ocupação e frequência que causa mais incómodo na presença do ruído com ocupação, no centro comercial B. ... 82 Quadro 5.24. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros na medição do ruído de fundo (sem ocupação), obtidos para os três pontos de medição no piso 0 do centro comercial caso C. ... 83 Quadro 5.25. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros na medição do ruído de fundo (sem ocupação), obtido no ponto de medição P1 no piso 1 (praça de alimentação) do centro comercial caso C. ... 83 Quadro 5.26. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros equivalentes, e outros parâmetros estatísticos na medição do ruído de fundo (sem ocupação), para os três pontos de medição e respetivas médias no piso 0 e no ponto de medição P1 do piso 1, do centro comercial caso C. ... 84 Quadro 5.27. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros na medição do ruído de ocupação, obtidos para os três pontos de medição no piso 1 (praça de alimentação) do centro comercial caso C. ... 85 Quadro 5.28. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros equivalentes, e outros parâmetros estatísticos na medição do ruído de ocupação, para os três pontos de medição e respetivas médias, no piso 1 (praça de alimentação) do centro comercial caso C. ... 86 Quadro 5.29. – Comparação dos níveis de pressão sonora equivalentes, níveis sonoros equivalentes e outros parâmetros estatísticos, obtidos nas medições do ruído de ocupação e do ruído de fundo (sem ocupação), no piso 1 (praça de alimentação) do centro comercial caso C. ... 87 Quadro 5.30. – Curvas NC e NR dos níveis de pressão sonora do ruído de fundo (sem ocupação) e do ruído de ocupação e frequência que causa mais incómodo na presença do ruído com ocupação, no centro comercial C. ... 87 Quadro 5.31. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros na medição do ruído de fundo (sem ocupação), obtido no ponto de medição P2 no piso 0 do centro comercial caso D. ... 88 Quadro 5.32. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros na medição do ruído de fundo (sem ocupação), obtido no ponto de medição P2 no piso 1 (praça de alimentação) do centro comercial caso D. ... 88 Quadro 5.33. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros equivalentes, e outros parâmetros estatísticos na medição do ruído de fundo (sem ocupação), para os pontos de medição P2 nos pisos 0 e 1 do centro comercial caso D. ... 89 Quadro 5.34. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros na medição do ruído de ocupação, obtidos para os três pontos de medição no piso 1 (praça de alimentação) do centro comercial caso D. ... 90

Quadro 5.35. – Níveis de pressão sonora e níveis sonoros equivalentes, e outros parâmetros estatísticos na medição do ruído de ocupação, para os três pontos de medição e respetivas médias, no piso 1 (praça de alimentação) do centro comercial caso D. ... 91 Quadro 5.36. – Comparação dos níveis de pressão sonora equivalentes, níveis sonoros equivalentes e outros parâmetros estatísticos, obtidos nas medições do ruído de ocupação e do ruído de fundo (sem ocupação), no piso 1 (praça de alimentação) do centro comercial caso D. ... 91 Quadro 5.37. – Curvas NC e NR dos níveis de pressão sonora do ruído de fundo (sem ocupação) e do ruído de ocupação e frequência que causa mais incómodo na presença do ruído com ocupação, no centro comercial D. ... 92 Quadro 5.38. – Curvas NC e NR para os centros comerciais A, B, C e D, para o ruído de ocupação e ruído sem ocupação (+ pior caso, - melhor caso). ... 92 Quadro 5.39. – Valores médios globais dos níveis sonoros equivalentes para as praças de alimentação A, B, C e D, do ruído de ocupação e do ruído sem ocupação (+ pior caso, - melhor caso). ... 92 Quadro 5.40. – Comparação dos valores médios globais dos LAeq para as praças de alimentação A, B, C e D, do ruído de ocupação em relação ao ruído sem ocupação do melhor caso (+ pior caso, - melhor caso). ... 94 Quadro 5.41. – Valores da medição RASTI obtidos para os seis pontos de medição no centro comercial caso A. ... 96 Quadro 5.42. – Valores da medição RASTI obtidos para os seis pontos de medição no centro comercial caso B. ... 97 Quadro 5.43. – Valores da medição RASTI obtidos para os seis pontos de medição no centro comercial caso C. ... 97 Quadro 5.44. – Valores da medição RASTI obtidos para os seis pontos de medição no centro comercial caso D. ... 98 Quadro 5.45. – Valores de RASTI e sua variação nos pontos de medição (P1, P2, P3) para as quatro praças de alimentação estudadas: A, B, C e D. ... 99 Quadro 5.46. – Valores médios da medição RASTI para as quatro praças de alimentação: A, B, C e D. ... 99 Quadro 5.47. – Resumo dos valores das medições: TR (s), LAeq com e sem ocupação (dB), RASTI (sem

ocupação), e intervalo da amostra composta pelas praças de alimentação dos casos estudados: A, B, C e D. ... 100 Quadro 5.48. – Valores exemplo das medições: TR (s), LAeq (dB) e STI/RASTI, para outros casos de

estudo de tomados como referência na presente dissertação. ... 101 Quadro 6.1. – Valores globais do TR (s), curvas NC e NR, LAeq (dB), ∆LAeq (dB) (diferença relativamente

a 45 dB(A) correspondente ao menor RF medido sem ocupação) e RASTI, com respetiva variação e valores ideais, nas praças de alimentação dos centros comerciais estudados na presente dissertação (A, B, C e D). ... 103 Quadro 6.2. – Avaliação qualitativa baseada nos valores do TR (s), das curvas NC e NR, do LAeq (dB)

SÍMBOLOS,ACRÓNIMOS E ABREVIATURAS

α – Coeficiente de absorção sonora λ – Comprimento de onda (m) ρ – Massa volúmica (kg/m3₎ θ – Temperatura (ºC) ∆ – Variação (dB) A – Absorção sonora (m2₎ Ai – Área de influência i (m2)

Aj – Absorção sonora localizada (m2)

APCC – Associação Portuguesa de Centros Comerciais AVAC – Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado

A, B, C, D – Designação dos centros comerciais estudados na presente dissertação

B – Largura de banda de frequências (Hz)

c – Celeridade ou velocidade de propagação das ondas sonoras (m/s) c/ocup. – Com ocupação

CTT – Correios de Portugal d – Largura da caixa-de-ar (cm) D50 – Definição (dB)

e – Espessura da placa perfurada (cm)

EDT – Tempo de decaimento curto (s) (Early Decay Time) ER – Fator duplicativo de dose

f – Frequência (Hz)

f0 – Frequência central (Hz)

f1 – Limite inferior da banda de frequências centrada em f0 (Hz)

f2 – Limite superior da banda de frequências centrada em f0 (Hz)

FS – Fonte sonora I – Fator de incerteza

I – Intensidade sonora (W/m2₎

I0 – Intensidade sonora de referência (= 10-12 W/m2)

ICSC – International Council of Shopping Centers l – Profundidade do gargalo (ressoadores) (m) L – Nível de pressão sonora (dB)

LA – Nível sonoro (ponderado pelo filtro A) (dB)

LA5 – Nível sonoro que é excedido em 5% do intervalo do tempo de medição (dB)

LA10 – Nível sonoro que é excedido em 10% do intervalo do tempo de medição (dB)

LA50 – Nível sonoro que é excedido em 50% do intervalo do tempo de medição (mediana) (dB)

LA90 – Nível sonoro que é excedido em 90% do intervalo do tempo de medição (dB)

LA95 – Nível sonoro que é excedido em 95% do intervalo do tempo de medição (dB)

LAeq – Nível sonoro contínuo equivalente (dB); Nível sonoro do ruído de fundo sem ocupação (dB)

Leq – Nível de pressão sonora contínuo equivalente (dB)

LI – Nível de intensidade sonora (dB)

LN – Nível de pressão sonora estatístico (dB)

LNAeq – Nível sonoro contínuo equivalente do ruído de fundo com ocupação (dB)

Lp – Nível de pressão sonora (dB)

LSAeq – Nível sonoro contínuo equivalente do ruído de conversação (dB)

Lsoma – adição de níveis de pressão sonora (dB)

LW – Nível de potência sonora (dB)

LC – Nível crítico LT – Nível limiar

m – coeficiente de absorção sonora do ar (m-1_{); Massa superficial (kg/m}2₎

MIPIM – Marché International des Professionnels d’Immobilier n – número de níveis

NBR/NR – Norma Brasileira NC – Noise Criterion NR – Noise Rating

OMS – Organização Mundial de Saúde p – Pressão (Pa)

p0 – Pressão sonora de referência (= 2.10-5 Pa)

p(t) – Pressão sonora

P – Percentagem de área perfurada (%) Pat – Pressão atmosférica (≈101400 Pa)

PA – Sistema de avisos públicos (avisos sonoros) (Public Adress) P1 – Ponto de medição 1

P2 – Ponto de medição 2 P3 – Ponto de medição 3

Q – Coeficiente de direccionalidade da fonte sonora

r – Distância à fonte sonora (m); raio de esfera fictícia (m); raio da abertura do gargalo (m) ref. – Referência

R – constante do local (m2₎

RASTI – Rapid Speech Transmission Index RF – Ruído de Fundo

RRAE – Regulamento dos Requisitos Acústicos de Edifícios s/ocup. – Sem ocupação

S – Área de uma superfície material (m2_{); área de abertura do gargalo (m}2₎

SPL – Nível de pressão sonora (dB) (Sound Pressure Level) STI – Speech Transmission Index

ti – tempo i (s)

T – Temperatura (K); tempo (s); período (s)

T20 – Tempo de reverberação para um decaimento de 20 dB (s)

T30 – Tempo de reverberação para um decaimento de 30 dB (s)

T60 – Tempo de reverberação para um decaimento de 60 dB (s)

TR – Tempo de reverberação (s)

TRmédio [500; 1k Hz] – Tempo de reverberação médio (s) para as frequências de 500 e 1k Hz

TRmédio [500; 1k; 2k Hz] – Tempo de reverberação médio (s) para as frequências de 500, 1k e 2k Hz

V – Volume (m3_{); volume da cavidade (m}3₎

V/S – Razão entre volume (m3_{) e área (m}2₎

W – Potência sonora (W)

1

INTRODUÇÃO

1.1. ENQUADRAMENTO E OBJETIVOS

Com o desenvolvimento da sociedade, Portugal, a partir do ano 1990, vivenciou um surto na construção de grandes centros comerciais. Este tipo de superfícies traduz-se numa concentração de oferta de bens e serviços num mesmo local, auxiliadas pela enorme acessibilidade e pelas inúmeras atrações. Segundo uma notícia de 2009, “Portugal bate recordes em abrir centros comerciais” [1]. Deste modo, não é por mero acaso que se propõe esta dissertação. Assinala-se que a dimensão considerável dos centros comerciais, bem como o elevado número de pessoas que os visita diariamente, são factos suficientes para intimar um estudo aprofundado de cada espaço e atender às exigências de saúde e comodidade dos utilizadores.

De entre as diversas imposições, salienta-se no presente documento o conforto acústico, muitas vezes pouco analisado ou até mesmo ignorado. Por incoerência, a prática comum é adaptar os requisitos acústicos à arquitetura do edifício e não o contrário. Estando a qualidade acústica inteiramente ligada aos métodos construtivos e aos modos de execução implementados, note-se que esta é invariável e depende de vários outros fatores entre eles a finalidade acústica a que se propõe e a sensibilidade e subjetividade auditiva de quem está a experienciar um estímulo sonoro.

No caso particular dos centros comerciais, a presença de trabalhadores e visitantes, de equipamentos e atividades lúdicas, gera ruído por vezes excessivo que se não for corretamente examinado e tratado poderá dificultar a capacidade de comunicação e acarretar danos físicos e psicológicos muitas vezes irreversíveis. Destaca-se que não é só o bem-estar que está em causa, é a qualidade de vida de quem procura os centros comerciais ou neles trabalha.

Estas superfícies compreendem grandes espaços de circulação, com pé direito elevado, e geralmente uma ampla praça de restauração onde as pessoas se reúnem, conduzindo a elevados tempos de reverberação, que resultam numa fraca inteligibilidade da palavra durante uma conversação corrente e elevado ruído de fundo. Nesta sequência, pretende-se com esta dissertação avaliar e caracterizar a acústica experimentada em quatro grandes espaços comerciais de referência situados no Grande Porto, através de medições in situ de parâmetros acústicos objetivos que são o tempo de reverberação, ruído de fundo com e sem ocupação e RASTI, comparando estes com valores ideais propostos.

Numa perspetiva final, apontam-se as principais características e problemas encontrados nos centros comerciais e indicam-se possíveis medidas com vista ao melhoramento das condições acústicas quando estas não são favoráveis ao bem-estar. Note-se que o tempo que as pessoas passam num centro comercial depende muito de como elas se sentem confortáveis com o ruído ambiente. Realça-se, desta forma, o papel fundamental das entidades gestoras em procurar estes estudos e aplicar medidas corretivas, num

sentido de proporcionar ao utilizador do centro comercial um ambiente confortável e agradável e acrescentar e/ou reforçar conceitos como qualidade e sustentabilidade do espaço.

Como nota final, apela-se ao estudo mais aprofundado do conforto acústico em espaços fechados, concretamente nesta tipologia de edifícios, pesquisa ainda escassa em Portugal, que deve ser “levada a cabo” por futuros investigadores.

1.2. ESTRUTURA DA TESE

O desenvolvimento deste trabalho está repartido em seis capítulos.

O primeiro e presente capítulo pretende enquadrar de uma forma geral o assunto da matéria em estudo com o contexto atual, de modo a justificar a sua pertinência. Os objetivos principais são também aqui definidos, bem como a estrutura da dissertação.

O segundo capítulo aborda introdutoriamente alguns conceitos base e definições intrínsecas a este projeto e relevantes no estudo acústico.

O terceiro capítulo inicia-se pela definição de “centro comercial” com referência à sua história. Neste ponto faz-se a contextualização da acústica neste tipo de superfícies, bem como a referência a casos particulares onde já se realizaram avaliações próximas e/ou idênticas. Aqui é também abordada a influência das características espaciais na acústica experimentada nos centros comerciais. Os requisitos acústicos que se procuram estudar são aqui estabelecidos. Como referência apontam-se os valores adequados a estes fenómenos.

O quarto capítulo consiste na introdução dos centros comerciais em estudo: Arrábida Shopping, Via

Catarina, Norte Shopping e Dolce Vita Porto. Para uma melhor compreensão da amostra são definidas

a localização, a data de inauguração, a entidade gestora, a configuração espacial, geométrica e materiais de revestimentos principais de cada um deles.

No quinto capítulo realiza-se a avaliação objetiva dos parâmetros acústicos explicada através das medições executadas in situ, da metodologia utilizada e dos resultados obtidos para o tempo de reverberação, ruído de fundo com e sem ocupação, e RASTI em cada um dos casos, com a respetiva apreciação dos mesmos e comparação com referências de estudo.

Por último, o sexto capítulo expõe as conclusões retiradas da presente dissertação, comenta os problemas gerais encontrados para possível apreciação de estratégias de correção que podem vir a ser executadas pelas entidades administrativas, e refere sugestões viáveis de desenvolvimentos futuros com a finalidade de valorizar esta temática.

2

CONCEITOS E DEFINIÇÕES

2.1. INTRODUÇÃO

Neste capítulo são descritas as propriedades e conceitos teóricos que estão na base da caracterização acústica de edifícios, nomeadamente dos grandes centros comerciais que se propõe estudar. A Acústica de Edifícios é uma área da Acústica, ciência que analisa e estuda as ondas sonoras, que se pode considerar ter nascido no início do século XX com o físico W. C. Sabine, embora no século I d. C. o arquiteto romano Vitruvius tenha escrito De Architectura, livro no qual definiu algumas regras de como construir de modo a obter um som apropriado em anfiteatros. [2]

A definição de Som sustenta duas noções: estímulo e sensação. Respetivamente, se por um lado o som é visto como um fenómeno físico baseado num movimento ondulatório que se propaga no ar ou noutro meio elástico, por outro pode tratar-se de um fenómeno psicofísico fundamentado pelo mecanismo de excitação detetado pelo sistema auditivo que cria uma sensação no cérebro [3]. Nesta sequência, o som pode causar uma sensação agradável apresentando significado para o ouvinte, mas se esta for desagradável ou não tiver nenhum significado o som passa a denominar-se por ruído.

2.2. CONCEITOS BASE

2.2.1. SISTEMA AUDITIVO

O sistema auditivo permite captar e distinguir os sons. A perceção dos sons é essencial para a comunicação. Desta forma, é importante conhecer a constituição do ouvido humano (Figura 2.1.). O ouvido externo capta as ondas sonoras pelo pavilhão da orelha e este transfere-as pelo canal auditivo para o tímpano que entra em vibração, com frequência natural de ressonância de cerca de 3k Hz [4]. Os ossículos (martelo, bigorna e estribo) encontram-se no ouvido médio e atuam transmitindo as ondas sonoras pela vibração da perilinfa (na cóclea) ao ouvido interno através da janela oval [2, 4]. Dentro da cóclea, a transformação da vibração em informação neural dá-se com o movimento dos cílios, os quais são constituintes da membrana basilar que por sua vez se encontra no interior da cóclea. Ao longo da membrana basilar os cílios reagem a diferentes frequências, sendo as altas detetadas na zona inicial (junto à janela oval) e as baixas em praticamente todo o comprimento. [2]

Figura 2.1. – Representação do ouvido humano (ouvido externo, ouvido médio e ouvido interno). (adaptado de [3])

2.2.2. EFEITOS DO RUÍDO NA SAÚDE HUMANA

O ruído corresponde ao som indesejado que pode alcançar níveis não toleráveis e provocar danos na saúde e bem-estar de quem experimenta esse estímulo sonoro.

As perdas de audição podem-se iniciar com a constante permanência a ruídos intensos. Este fenómeno faz com que os cílios se partam pois perdem a capacidade de recuperação das alterações de posição. O reflexo acústico é a única proteção natural que o ouvido contém para ruídos intensos nas baixas frequências, reduzindo até 12 dB os níveis de pressão sonora acima de 85 dB. Esta característica atua através da contração dos músculos do ouvido médio de modo a ficarem mais rígidos, perturbando assim a condução das ondas sonoras dos ossículos para a cóclea. [2]

Os sons “audíveis” pelos humanos estão limitados inferiormente pelo limiar da audição e superiormente pelo limiar da dor (Figura 2.2.). Nessa figura na zona central encontra-se a música e ruídos diversos, enquanto a palavra está no núcleo e é aqui que é mais sentida a perda de audição. Desta forma, uma surdez parcial pode não será logo detetada [2]. A sensibilidade auditiva compreende numa faixa vertical os níveis de pressão sonora de 0 a 120 dB, enquanto numa faixa horizontal inclui as frequências de 20 a 20k Hz. Nas regiões infra e ultra-sónicas não existe perceção pelos humanos. Note-se que níveis de pressão sonora elevados provocam incómodos na audição, nomeadamente quando estes são superiores a 120 dB, ou seja, ao limiar da dor, onde os danos permanentes são praticamente inevitáveis [3].

Por outro lado, o ouvido humano não consegue detetar sons mais suaves do que o movimento de partículas de ar no tímpano, pelo que qualquer som de nível inferior é abafado pelo som/ruído das partículas de ar, traduzindo-se desta forma o limiar de audição [3].

Canal Auditivo Tímpano Ouvido Médio Janela Redonda Cóclea Ouvido Externo Canais Semicirculares Janela Oval

Figura 2.2. – O limiar da audição e o limiar da dor, dos humanos; a zona central que corresponde à música e ruídos diversos, e o núcleo central onde se encontra a palavra. (adaptado de [5] e baseado em [2]) Para além dos danos auditivos, a saúde humana pode estar comprometida pelos efeitos do ruído, especialmente quando este ultrapassa os 70 ou 75 dB, podendo provocar [2, 6]:

 Zumbido;

 Surdez parcial ou total;

 Contração dos vasos sanguíneos;

 Aumento da pressão sanguínea;

 Aumento do ritmo do batimento cardíaco;

 Contração muscular, do estômago e abdómen;

 Aumento da produção de adrenalina;

 Ansiedade e stress;

 Insónias;

 Perda de equilíbrio e reflexos;

 Náuseas e tonturas;  Dor de cabeça;  Irritação e nervos;  Fadiga;  Menor concentração;  Dificuldade de comunicação;  Desconforto.

Para melhor interpretação da seriedade dos problemas relacionados com o ruído segue-se um quadro justificativo (Quadro 2.1.) de alguns efeitos negativos com a indicação de alguns locais de ocorrência provável, realçando-se nomeadamente os centros comerciais no final do mesmo, onde se podem habitualmente verificar níveis de pressão sonora superiores a 75 dB. Na sequência do que anteriormente foi dito, os centros comerciais são espaços favoráveis a causar danos na audição ou mesmo na saúde e bem-estar devido às consequências da intensa exposição ao ruído.

Limiar da dor

Limiar da audição

Palavra Ruídos diversos

Quadro 2.1. – Reação e efeitos negativos sentidos pelos humanos consoante os níveis de pressão sonora, experienciados em locais do quotidiano. (adaptado de [6])

Intensidade Reação Efeitos Negativos Exemplos de Locais

≤ 50 dB Confortável (limite

da OMS) Nenhum Rua sem tráfego > 50 dB O organismo humano começa a sofrer impactos do ruído 55 a 65 dB A pessoa fica em estado de alerta, não relaxa Diminui o poder de concentração Agência bancária Prejudica a produtividade no trabalho intelectual 65 a 70 dB (Início das “epidemias” de ruído) O organismo reage para tentar se adequar ao ambiente Aumenta o nível de cortisona no sangue, diminuindo a resistência imunológica Bar ou restaurante lotado Induz a libertação de endorfina, tornando o organismo dependente (é por isso que muitas pessoas só conseguem dormir em locais silenciosos) Aumenta a concentração de colesterol no sangue > 70 dB O organismo fica sujeito a stress degenerativo além de afetar a saúde mental Aumentam os riscos de enfarte, infeções, entre

outras doenças sérias

Praças de alimentação em centros comerciais Ruas de tráfego intenso

O quadro mostra ruídos inseridos no quotidiano das pessoas. Ruídos eventuais alcançam intensidades mais elevadas. Um camião com sistema de som incorporado, por exemplo,

chega facilmente a 130 dB, o que pode provocar perda auditiva induzida, temporária ou permanente.

2.2.3.PROPAGAÇÃO DO SOM

A propagação do som traduz-se pela vibração de um meio elástico e na consequente transmissão do estímulo às moléculas adjacentes até chegar ao recetor. Se o meio elástico se referir ao ar, então está-se perante alterações de pressão, com origem na fonte sonora, através de ciclos de compressão e rarefação em ondas esféricas que se propagam no espaço. [2]

Devido à elasticidade, as partículas estimuladas tendem a deslocar-se, retomando depois a sua posição inicial. As cristas (as partículas aglomeradas) representam as zonas de compressão, onde a pressão do ar é superior à pressão atmosférica, enquanto o contrário ocorre nas áreas dispersas de rarefação (Figura 2.3.). [3]

Figura 2.3. – Propagação das ondas sonoras que se traduz em ciclos de compressão (zona C) e rarefação (zona R) no meio elástico estimulado. O movimento da crista com pressão mais elevada em conjunto com o da zona

dispersa de pressão inferior representa a progressão da onda de som para a direita. (adaptado de [3])

2.2.4.PRESSÃO SONORA

A pressão sonora (p(t)) é uma característica (e a mais importante) do estímulo sonoro e corresponde à variação de pressão produzida por uma onda sonora relativamente ao valor de referência de pressão do meio que, no caso do ar, corresponde à pressão atmosférica (Pat), aproximadamente 101400 Pa. Estas variações, como já explicado no subcapítulo 2.2.3., devem-se à criação de zonas de compressão e rarefação na propagação das ondas sonoras (Figura 2.4.). [2]

Figura 2.4. – A pressão ao longo do tempo traduz-se em ciclos de compressão e rarefação no meio elástico estimulado em relação à pressão atmosférica. (adaptado de [3])

Pressão atmosférica Rarefação Compressão Tempo P re s s ã o

C = Compressão (Região de elevada pressão) R = Rarefação (Região de baixa pressão)

2.2.5.CELERIDADE

A celeridade (c) ou a velocidade de propagação das ondas sonoras depende do meio e da temperatura deste. Esta propriedade aumenta com a densidade do meio, pois a proximidade entre as moléculas ou partículas permite uma transmissão mais rápida da energia sonora. [2]

Deste modo, ao nível do mar e para o ar seco, tem-se [2]:

c = 20,045√T (𝑚 𝑠)⁄ (2.1.)

com T a temperatura: T(K) = 273,15 + θ(ºC).

2.2.6.INTENSIDADE E POTÊNCIA SONORA

A intensidade sonora (I) avalia a componente direcional do som, caracterizando o estímulo sonoro. Desta forma, esta grandeza vetorial diz respeito à quantidade média de energia que atravessa uma área de 1 m2 _{por segundo, normal a uma dada direção, em W/m}2_{. [4, 7] Num campo livre, o som de uma} fonte pontual é propagado esfericamente e uniformemente em todas as direções, diminuindo a sua intensidade com a distância à fonte devido ao espalhamento da energia sonora por uma maior área (Figura 2.5.) [3].

Figura 2.5. – Com o aumento da distância r à fonte sonora, a área de influência Ai aumenta e a intensidade da onda sonora diminui, pois a energia sonora de propagação mantém-se uniforme. Note-se ainda na figura que, no

caso de uma fonte pontual, a duplicação da distância corresponde à passagem do som numa área quatro vezes maior, e sendo a intensidade inversamente proporcional então esta terá uma redução de valor igual a 1/4. [3] A potência sonora (W), tratando-se neste caso de uma característica da fonte e não do estímulo, caracteriza a energia total que atravessa num segundo uma esfera fictícia de raio r centrada na fonte, em watt (W) [2].

De acordo com a expressão 2.2. verifica-se a relação entre a pressão (p), a intensidade (I) e a potência (W) [4]:

I =

=

(W m

₎

⁄

 p – pressão sonora (Pa);

 ρ – massa volúmica do meio de propagação (no ar, ρ = 1,2 kg/m3);

 c – celeridade (m/s).

2.2.7.NÍVEIS

A gama de audibilidade humana no domínio da pressão situa-se entre o limiar de audição (10-5 _{Pa) e o} limiar da dor (100 Pa), abrangendo assim 107 _{Pa. Deste facto e porque os estímulos sonoros não são} captados de forma linear pelo ouvido humano mas sim de modo aproximadamente logarítmico, é mais adequado utilizar-se como unidade o decibel (dB). [4] Nesta sequência, a pressão sonora (p) é convertida em níveis de pressão sonora (Lp) pela seguinte expressão [4]:

Lp= 10log p2

p02 (dB)

(2.3.) sendo:

 Lp – nível de pressão sonora (dB);

 p – pressão sonora (Pa);

 p0 – pressão sonora de referência (2 × 10−5 Pa).

Outras grandezas também caracterizadoras dos fenómenos sonoros são os níveis de intensidade sonora (LI) e os níveis de potência sonora (LW), expressos respetivamente por [7]:

LI = 10log I I0 (dB) (2.4.) LW = 10log W W0 (dB) (2.5.) onde:

 LI – nível de intensidade sonora (dB);

 LW – nível de potência sonora (dB);

 I – intensidade sonora (W/m2_);

 I0 – intensidade sonora de referência (10−12 W/m2);

 W – potência sonora (W);

 W0 – potência sonora de referência (10−12 W). Para adicionar “n” níveis aplica-se a seguinte expressão [7]:

Lsoma= 10log ∑ 10 Li 10 n

i=1 (dB) (2.6.)

Pela análise num determinado intervalo de tempo T, podem estabelecer-se os níveis de pressão sonora e níveis sonoros contínuos equivalentes (parâmetros energéticos médios) pelas equações [2]:

Leq = 10 log [ ( 1 T) ∑ ti × 10 Li 10] (dB) (2.7.) LAeq= 10 log [ ( 1 T) ∑ ti × 10 LAi 10] (dB) (2.8.)

Os níveis de pressão sonora estatísticos (LN) dizem respeito ao valor do nível que é excedido em N% do intervalo de tempo de medição, contabilizando-se habitualmente o L5, L10, L50 (mediana), L90 e/ou L95 [2].

2.2.8.FREQUÊNCIA

A segunda característica mais importante que define um estímulo sonoro é a frequência. Esta propriedade mede-se em hertz (Hz) e traduz-se no número de ciclos de pressão (compressão e rarefação) completos por segundo num dado meio. A frequência permite distinguir diferentes sons/ruídos, os quais se forem graves têm predominância das baixas frequências e se forem agudos de altas frequências. Como já referido anteriormente no ponto 2.2.2., a audição humana encontra-se entre os 20 e 20k Hz, denominando-se os sons de frequência inferior por infra-sons e, os de que, superior por ultra-sons. [2, 7]

No âmbito da presente dissertação, importa elucidar para os três grandes domínios de frequências na Acústica de Edifícios [2]:

 Frequências graves: 20 a 355 Hz;

 Frequências médias: 355 a 1410 Hz;

 Frequências agudas: 1410 a 20k Hz.

Sobre as ondas sonoras é necessário salientar outras propriedades que as definem e se relacionam com a frequência (f) como: o comprimento de onda (λ) e o período (T). As expressões relacionais expressam-se em seguida por [7]:

λ =c f= c × T (m); f = 1 T (Hz) (2.9.) sendo que:  λ – comprimento de onda (m);  c – celeridade (m/s);  T – período (s);  f – frequência (Hz).

Quando se está perante um som puro apenas se analisa uma componente de frequência. No entanto, correntemente os sons são complexos, ou seja, resultam de distintas frequências que têm que ser avaliadas, visto que qualquer alteração nestas pode influenciar na perceção do som emitido. Consequentemente, para tornar esta caracterização menos “árdua” separam-se os sons/ruídos em intervalos de frequências a que usualmente se chamam de bandas de frequências, delimitados inferiormente (f1) e superiormente (f2), onde a sua diferença gera a largura de banda (B). A frequência central (f0) é o valor médio que define a banda em estudo. [2]

Figura 2.6. – Espectros sonoros de um mesmo ruído: as linhas a tracejado apresentam o nível de pressão sonora obtido para as bandas de frequência de 1/1 oitava e as linhas a cheio para as de 1/3 oitava. Visto que as

bandas de 1/1 oitava envolvem a adição logarítmica de um número superior de sinais sonoros então a intensidade é maior que a resultante de 1/3 oitava. [2]

Existem bandas de diversas larguras, sendo as de 1/1 oitava e 1/3 oitava as mais frequentemente estudadas de acordo com a Figura 2.6., representadas seguidamente pelos valores das frequências centrais (f0) [2]:

 Banda de 1/1 oitava: 16, 31, 63, 125, 250, 500, 1k, 2k, 4k, 8k e 16 k Hz;

 Banda de 1/3 oitava: 20, 25, 31, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1k, 1250, 1600, 2k, 2500, 3150, 4k, 5k, 6300, 8k, 10k, 12500, 16k e 20k Hz.

2.2.9.CURVAS DE PONDERAÇÃO

Ao contrário dos microfones, o sistema auditivo humano não capta de igual modo todas as frequências. Conforme a intensidade sonora, o ouvido tem maior sensibilidade para determinadas frequências, que no caso são na gama dos 2300 aos 2800 Hz e menor para as frequências abaixo dos 125 Hz. [2] Desta forma, surgem as curvas de igual perceção subjetiva da intensidade sonora que são graduadas pela unidade fone que convencionalmente corresponde ao nível de pressão sonora nos 1k Hz (valor de referência para 0 fones e para 2x10-5 _{Pa, Figura 2.7.) [7, 3].}

Figura 2.7. – Curvas de igual sensibilidade auditiva (em fone), onde se demonstra a melhor perceção na gama dos 1k a 4k Hz. (adaptado de [3])

Para aproximar os valores medidos pelos equipamentos (fiáveis à deteção das diferentes frequências) à real e subjetiva audição humana, utilizam-se filtros sonoros que alteram o valor do nível de pressão sonora registado. Estas correções são representadas por curvas de ponderação em função das frequências de som captado e a mais usada é a curva do tipo A ou filtro A. Deste modo, a energia acústica de um ruído filtrado por uma curva de ponderação do tipo A traduz-se no nível sonoro em dB(A). Pelo Quadro 2.2., contabilizam-se as correções pelo filtro A para as bandas de frequências correspondentes a 1/1 oitava e 1/3 oitava. [2]

Frequência (Hz) Nível de sonoridade (fones) Limite mínimo audível N ív e l d e p re s s ã o s o n o ra (d B )