Acustica

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Acustica

  1. 1. ACÚSTICA DE EDIFÍCIOS Conceitos e princípios elementares de projecto António Moret Rodrigues IST
  2. 2. ÍNDICE Conceito de som (2 slides) Propagação do som (3 slides) Grandezas acústicas (4 slides) Medição do som (4 slides) Audição sonora (3 slides) Exigências humanas de conforto (1 slide) Qualidades do som (4 slides) Acústica de salas (6 slides) Absorção de som (5 slides) Transmissão do som (3 slides) Isolamento a sons aéreos (16 slides) Isolamento a ruído de impacto (6 slides)
  3. 3. CONCEITO DE SOM I O som é o resultado de uma perturbação física (vibração) provocada por uma variação da pressão, p’, em relação à pressão atmosférica, patm, a qual pode ser detectada pelo ouvido humano. p’ 1(compressão) 2 0 1 p’ patm 2 (descompressão) t Pressão sonora : p = p'−p atm Em condições normais patm 5 Pa =10
  4. 4. CONCEITO DE SOM II Normalmente, o que tem significado não é a pressão sonora instantânea, mas o seu valor médio – pressão eficaz – num dado intervalo de tempo. Define-se pressão eficaz à que resulta da média quadrática: 2 p ef t2 2 1 = ∫t1 p (t )dt t 2 − t1 A média simples não representa devidamente o fenómeno: poderia acontecer uma situação em que as pressões negativas anulam as positivas, resultando a pressão eficaz nula, embora houvesse lugar à produção de som.
  5. 5. PROPAGAÇÃO DO SOM I A vibração dos corpos transmite-se às partículas do ar, as quais vibram em torno das suas posições de equilíbrio, propagando, através do movimento ondulatório (longitudinal) que adquirem, as variações de pressão e o som. p Som puro: movimento harmónico simples: T pm p = p m cos(ωt − φ) t Harmónica simples T – período (s) f = 1/T – frequência (Hz) ω=2πf – frequência angular φ – fase inicial (para t=0)
  6. 6. PROPAGAÇÃO DO SOM II Outros parâmetros, como o deslocamento relativo (s) das partículas e sua velocidade (v) (derivada do deslocamento) são igualmente traduzidas por funções sinusoidais. A cada partícula fica assim associado um conjunto de funções (pressão, deslocamento, velocidade) dependentes do tempo (abrangendo todos os instantes). Por sua vez, a cada instante é possível associar esse conjunto de funções mas agora dependendo do espaço (abrangendo todas as partículas).
  7. 7. PROPAGAÇÃO DO SOM III A distancia que separa duas partículas em fase é designado por comprimento de onda, λ. O tempo que uma partícula demora a realizar um ciclo completo é o período do movimento, T. Esta ligação entre o espaço e o tempo é realizada através da velocidade de propagação do som, c: λ = cT Os sons reais não são sons puros (simples), mas podem estudar-se como uma sobreposição de harmónicas simples (som composto).
  8. 8. GRANDEZAS ACÚSTICAS I Para além da pressão sonora, tem-se: Potência sonora P É a quantidade de energia sonora produzida na unidade de tempo e mede-se em Watt. Intensidade sonora I É o débito de energia sonora que S passa, numa dada direcção, através da unidade de área ao redor dum ponto dum campo sonoro, e P perpendicularmente àquela: I = (W/m2) S
  9. 9. GRANDEZAS ACÚSTICAS II Intensidade sonora I (continuação) Uma fonte sonora pontual emite uma onda esférica (todos os pontos a uma mesma distância da fonte – mesma frente de onda - apresentam a mesma fase) P Pela definição: I = 4 π d2 Conclusão: a intensidade sonora varia na razão inversa do quadrado da distância à fonte
  10. 10. GRANDEZAS ACÚSTICAS III Intensidade sonora I (continuação) O processo mais corrente de determinar a intensidade sonora faz uso das seguintes relações: Intensidade sonora num ponto: I = p .v (1) Impedância sonora num ponto: p = ρ.c v (2) Substituindo (2) em (1) fica: 2 p I= ρc Nota: o termo impedância também se aplica em electricidade para designar conhecida relação:V/I = R (o “obstáculo” à passagem de corrente constitui a resistência eléctrica).
  11. 11. GRANDEZAS ACÚSTICAS IV Densidade de energia sonora E A intensidade sonora de uma onda plana é igual à energia que percorre uma distância c (m) por unidade de área e por segundo. c c – velocidade do som S A densidade de energia sonora será, nestas condições: Energia Força × deslocamento da partícula F × ∆s pv p2 E= = = = 2 Volume Area × deslocamento da onda S × c × ∆t c ρc (J / m3 )
  12. 12. MEDIÇÃO DO SOM I A escala extremamente ampla das pressões sonoras torna mais cómodo a utilização de uma escala logarítmica, designada por escala dos decibeis. O decibel (dB) é um nível que mede a relação entre duas grandezas. G L(G ) = 10 log10 G0 (dB) em que L(G) é o nível da grandeza G relativamente a G0.
  13. 13. MEDIÇÃO DO SOM II Nível de intensidade sonora I L(I) = 10 log10 I0 (dB) Nível de pressão sonora p2 Substituindo a relação I = ρc acima, tem-se: na expressão  p 2 / ρc  p L(p) = 10 log10  2  p / ρc  = 20 log10  p      0   0 (dB) A pressão de referência é p 0 = 2 ×10 −5 Pa e corresponde ao limiar de audibilidade para frequências médias. Por sua vez, toma-se I0=10-12 (W/m2) de forma a ter-se, por conveniência, L(p)=L(I).
  14. 14. MEDIÇÃO DO SOM III Nível de potência sonora P L(P) = 10 log10 P0 (dB) com P0=10-12 W Nível de densidade de energia sonora E L(E ) = 10 log10 E0 (dB) O nível de densidade de energia sonora é também bastante utilizado no cálculo dos campos sonoros em espaços fechados, podendo E0 ser escolhido arbitrariamente, de acordo com as conveniências de cálculo.
  15. 15. MEDIÇÃO DO SOM IV Na tabela seguinte mostram-se os valores dos níveis de pressão sonora correspondentes a situações da vida quotidiana. Situação Avião militar a levantar voo a 30 m Martelo pneumático na posição do manobrador Camiões pesados a 6 m Rua com tráfego pesado Carro eléctrico a 10 m Rua com tráfego leve Escritório ruidoso Escritório normal Residência sossegada (dia) Residência sossegada (noite) Quarto (noite) Nível de pressão sonora L(p) 140 dB 110 dB 90 dB 85 dB 80 dB 50 dB 65 dB 45 dB 50 dB 40 dB 25 dB
  16. 16. AUDIÇÃO SONORA I Lei de Weber-Fechner A relação entre a percepção do som (S) e a sua intensidade física (I) é logarítmica. É a Lei de Weber-Fechner: a percepção varia segundo uma progressão aritmética (adição de uma constante fixa) quando o estímulo varia segundo uma progressão geométrica (multiplicação por um factor fixo). Se o limiar da sensação (S=0) corresponder ao estímulo I0, então: S=k.log (I/I ) k - constante 10 0 Como se verifica, a escala do decibel tem também características de escala de percepção.
  17. 17. AUDIÇÃO SONORA II Uma onda sonora deve ter um valor mínimo de pressão sonora em cada frequência para ser percebida pelo ouvido. O campo de frequências audíveis estende-se de 20 Hz a 20 000 Hz: graves – 20 Hz a 360 Hz médios – 360 Hz a 1400 Hz agudos – acima de 1400 Hz O valor mínimo de pressão que é percebido chama-se limiar de audibilidade
  18. 18. AUDIÇÃO SONORA III Para melhor caracterizar a sensação humana de audição, os níveis de pressão sonora devem ser corrigidos com base na curva de ponderação mostrada. Os valores corrigidos passam a ter a designação dB(A).
  19. 19. EXIGÊNCIAS HUMANAS DE CONFORTO É usual recomendar para os limites do nível sonoro do ruído ambiente, em função das actividades a realizar, os seguintes: - para o sono - para o repouso - para o trabalho intelectual - para o trabalho doméstico 25 a 30 dB(A) 30 a 35 dB(A) 35 a 50 dB(A) 40 a 45 dB(A)
  20. 20. QUALIDADES DO SOM I Som e ruído Fisicamente, som musical é o resultado da sobreposição de ondas sonoras periódicas ou quase; ondas sonoras não-periódicas e breves, que mudam imprevistamente de características são ruído. O som musical é simples ou composto se corresponder a uma ou mais onda harmónicas, respectivamente. Os sons simples distinguem-se pela INTENSIDADE e ALTURA; os sons compostos, para além destas, diferenciam-se pelo TIMBRE.
  21. 21. QUALIDADES DO SOM II Intensidade fisiológica do som Está ligada à amplitude das vibrações: som forte (grande energia) corresponde a altas amplitudes.
  22. 22. QUALIDADES DO SOM III Altura do som Está ligada unicamente à sua frequência; é a qualidade pela qual um som grave (som baixo - frequência baixa) se distingue de um som agudo (som alto - frequência alta).
  23. 23. QUALIDADES DO SOM IV Timbre do som O timbre depende das harmónicas associadas ao som fundamental no caso dos sons musicais ou das ondas que se sobrepõem, no caso dos sons compostos. No caso dos sons musicais, é esta qualidade que permite distinguir dois sons da mesma altura emitidos por fontes sonoras diferentes: flauta e violino, por exemplo. É o número e as intensidades das harmónicas que acompanham o som fundamental que dão ao som musical essa característica (enfeite) particular.
  24. 24. ACÚSTICA DE SALAS I Propagação do som em recintos fechados Num recinto fechado, ao contrário de um “campo livre”, a energia sonora emitida por uma fonte (E) é em parte reflectida, em parte absorvida e a parte restante transmitida pelos elementos da envolvente. Et Ei Er ρ= Ei Ea α= Ei τ= Ei Er Ea Et Parcela transmitida Influi nas condições de conforto do local adjacente (isol. sonoro) Parcela reflectida Influi na qualidade acústica do local onde é emitido o som. Parcela absorvida
  25. 25. ACÚSTICA DE SALAS II Propagação do som em recintos fechados Quando as dimensões são grandes comparadas ao comprimento da onda sonora, pode-se assimilar a reflexão sonora à reflexão luminosa: i) O raio incidente, o raio reflectido e a normal à superfície estão no mesmo plano; ii) O ângulo de incidência αi é igual ao de reflexão αr. λ L Fonte αi αr λ << L
  26. 26. ACÚSTICA DE SALAS III Fenómeno do eco O atraso e a intensidade das primeiras reflexões comparativamente ao som directo têm grande importância na qualidade acústica dos locais. O ouvido distingue sons separados de ∆t ≅ 0,05 a 0,1 s, o que corresponde a ∆L=Lref-Ldir≅ 17 a 34m. Se tal acontecer o mesmo som é ouvido duas vezes: ECO. Lref Ldir ∆L=c.∆t c ≅ 340 m/s
  27. 27. ACÚSTICA DE SALAS IV Tempo de reverberação (Tr) A maior ou menor rapidez com que decresce o ruído de fundo numa sala é também um bom indicador da qualidade acústica da mesma, e pode ser avaliada pelo tempo de reverberação. Tempo de reverberação é o tempo que decorre entre o instante da interrupção da fonte sonora e o instante em que se verifica a 60 dB queda da pressão sonora de 1000 vezes (queda de 60 dB). L(p) t2 t1 Tr
  28. 28. ACÚSTICA DE SALAS V Para avaliar o tempo de reverberação utiliza-se a expressão de Sabine (α ≤ 0.1) ou de Eyring (α > 0.1): 0.161× V 0,161 × V se α ≤ 0.1 Tr = Tr = se α > 0.1 S×α − S × ln (1 − α ) com: S × α = A – Área de absorção sonora equivalente (m2); V – Volume interior da sala (m3); S – superfície total dos paramentos envolventes da sala (m2). A área de absorção sonora equivalente é : A = ∑ Si α i + ∑ n j A j Si - superfície com coeficiente de absorção αi (m2); nj - número de elementos com área de absorção equivalente Aj.
  29. 29. ACÚSTICA DE SALAS VI De uma forma geral os tempos de reverberação são recomendados em função do tipo de local: Tempo de reverberação a 500 Hz (s) 2.5 Igreja (orgão) 2.0 Sala de concertos Estúdio-Ópera Cinema 1.5 1.0 0.5 Volume (m3) 20 50 100 200 500 1000 5000 20000
  30. 30. ABSORÇÃO DE SOM I MATERIAIS POROSOS: dissipam a energia sonora sob a forma de calor por atrito do ar nos poros do material. 1.0 Reflectida Boas características de absorção para as altas frequências Coeficiente de absorção α Incidente 0.8 0.6 0.4 0.2 Material pouco espesso Material mais espesso 0 100 Material poroso 200 400 1000 2000 4000 Frequência em Hz Exemplos: aglomerados negros de cortiça, plásticos alveolares, mantas de lã mineral, lã de vidro.
  31. 31. ABSORÇÃO DE SOM II RESSOADORES DE HELMOTZ: é um sistema formado por um volume fechado com uma estreita abertura para o exterior. A onda sonora força a massa (m) de ar à entrada do gargalo, à qual se opõe o ar contido na caixa, formando-se um sistema massa-mola, sendo a energia dissipada por atrito do ar no gargalo. Massa de ar no gargalo S = Área do gargalo Massa K Volume V Mola L Frequência de ressonância f0 = 1 K c S = 2π m 2π L . V c – velocidade do som
  32. 32. ABSORÇÃO DE SOM III RESSOADORES DE HELMOTZ: é um tipo de sistema muito absorvente para frequências do som próximas da frequência de ressonância. α 1.0 a – sem material poroso b – com material poroso a 0.5 b Exemplos: placas de madeira ou metálicas perfuradas e colocadas a certa distância de elementos rígidos.
  33. 33. ABSORÇÃO DE SOM IV PAINÉIS RESSONANTES: sob a acção da pressão sonora o sistema entra em vibração com conversão da energia sonora em energia mecânica e dissipação desta em calor. Frequência de ressonância vibração d K m 1 ρ c2 1 1,4 ×105 f0 = = 2π m d 2 π md
  34. 34. ABSORÇÃO DE SOM V PAINÉIS RESSONANTES: características de absorção boas nas baixas e médias frequências, decaindo a absorção para f > f0. α 0.5 Sem preenchimento da caixa de ar 0.4 Com preenchimento da caixa de ar 0.3 0.2 0.1 125 250 500 1000 2000 4000 Exemplos: placa ou painel montado a certa distância dum elemento rígido
  35. 35. TRANSMISSÃO DO SOM I Diferentes fontes e formas de transmissão do som
  36. 36. TRANSMISSÃO DO SOM II A transmissão do som entre locais pode efectuar-se: por via aérea: quando a vibração do elemento é provocada pelo campo sonoro criado pela fonte no ar; por percussão: quando a vibração do elemento é provocada pela própria fonte sonora Fonte Fonte Transmissão de sons aéreos Transmissão de sons de percussão
  37. 37. TRANSMISSÃO DO SOM III A transmissão que se faz directamente (por vibração) através do elemento de separação designa-se por transmissão directa. A transmissão que se dá por outros meios (vibração de outros elementos, aberturas) designa-se por marginal. Local emissor Local receptor (5) (1) O som aéreo excita o elemento separador, o qual radia directamente (transmissão directa) o som para o local adjacente. (2) O som excita outros elementos que não o elemento separador, propagando-se a energia através da estrutura e que é depois radiada para o local adjacente por um outro elemento deste local. (3) O som excita outros elementos que não o elemento separador, mas em que a energia que por via deles se propaga atinge também o elemento separador, é radiada por este para o local adjacente. (2) (3) (1) Local emissor (4) (4) A energia sonora que directamente põe a vibrar o elemento separador transmite-se para o local adjacente por radiação de um outro elemento que não aquele. (5) O som comunica-se através de aberturas existentes entre locais contíguos. Local receptor
  38. 38. ISOLAMENTO A SONS AÉREOS I Índice de redução sonora (R) de um elemento A (densidade de) energia sonora incidente Ei sobre um elemento é em parte reflectida (Er), em parte absorvida (Ea) e em parte transmitida (Et). Designa-se por índice de redução sonora à diferença R=L(Ei) – L(Et), ou seja,  Ei  R=10 log10 (Ei /E0) – 10 log10 (Et/E0) = 10 log10   E   t Et Com τ = vem: Ei Ei Et Ea Trata-se de um valor 1 R = 10 log10   teórico, que não inclui τ Er transmissões marginais.
  39. 39. ISOLAMENTO A SONS AÉREOS II Isolamento sonoro efectivo (D) entre locais O isolamento sonoro efectivo entre dois locais é determinado experimentalmente pela diferença entre o nível de energia ou pressão sonora do local emissor e o nível no local receptor: D=L -L 1 2 com:  E L = 10 log10   E   0 ou  p2  L = 10 log10  2  p   0 L(p1) L(p2) Como se depreende, este valor contabiliza o efeito da transmissão marginal.
  40. 40. ISOLAMENTO A SONS AÉREOS III Índice de redução sonora aparente (R’) Se a densidade de energia sonora no local 1 for E1, demonstra-se que a energia incidente sobre a área S da divisória é: (c/4)·E1·S Se E2 for a densidade de energia no local 2, a energia incidente no contorno S2 é (c/4)·E2·S2. Em regime estacionário, a energia transmitida para o local 2 é igual à E2 E1 energia neste absorvida: S2 τ'.(c / 4).E1.S = (c / 4).E 2 .S2 .α E1 1 A 2 = E 2 τ' S com: A 2 = S2 .α S Nota: A2 = área de absorção sonora equivalente do local 2
  41. 41. ISOLAMENTO A SONS AÉREOS IV Índice de redução sonora aparente (R’)  E1  Sendo que D = L1 − L 2 = 10 log10   (ver slide II), E   2 da relação anterior resulta para o índice de redução sonora medido experimentalmente (aparente):  E1  1  A2  L1 − L 2 = 10 log10   = 10 log10   + 10 log10   E   τ'   S   2 R’ S R ' = L1 − L 2 + 10 log 10   A S – Área do elemento de separação. A – Área de absorção sonora equivalente do local receptor.
  42. 42. ISOLAMENTO A SONS AÉREOS V Correcções ao isolamento sonoro efectivo O isolamento sonoro efectivo associado a um elemento de construção separando 2 locais depende das características de absorção sonora do local receptor. Para tornar comparáveis os níveis de isolamento medidos em diferentes locais receptores, os resultados devem ser corrigidos para uma situação de referência. Existem duas correntes para essa correcção: uma que utiliza a área de absorção sonora equivalente (A) e outra que utiliza o tempo de reverberação (T)
  43. 43. ISOLAMENTO A SONS AÉREOS VI Isolamento sonoro normalizado (Dn) Neste caso é utilizada a área de absorção sonora equivalente como termo de correcção: D n = L1 − L 2 − 10 log10 (A / A 0 ) Termo correctivo A, A0 – Áreas de absorção sonora equivalente do local receptor e de referência, respectivamente. A0 é tomada igual a 10 m2. Isolamento sonoro padronizado (DnT) Neste caso é o tempo de reverberação que é utilizado como termo de correcção: D nT = L1 − L 2 + 10 log10 (T / T0 ) Termo correctivo T, T0 – Tempos de reverberação do local receptor e de referência, respectivamente. T0 é tomado igual 0,5 s.
  44. 44. ISOLAMENTO A SONS AÉREOS VII Relação entre DnT e Dn Com A0=10m2, T0=0,5s e T=0,16V/A, obtém-se a seguinte relação entre DnT e Dn: D nT = D n + 10 log10 (0,032 V ) Relação entre DnT e R’ Com A0=10m2, T0=0,5s e T=0,16V/A, obtém-se a seguinte relação entre DnT e R’: D nT = R ' + 10 log10 (0,32 V / S)
  45. 45. ISOLAMENTO A SONS AÉREOS VIII A curva pode tomar várias posições, para cima ou para baixo, mas sempre com uma forma fixa dada por: Freq. (Hz) 100 400 ≥1250 R (dB) R R+18 R+23 Redução sonora (dB) Curva de referência O valor do isolamento depende da frequência do som. Para obter um valor único cobrindo todas as frequências de medição, os valores medido são ponderados através de uma curva de referência. O valor de R para f=100 Hz é tomado como referência para definir a posição dos outros pontos da curva.
  46. 46. ISOLAMENTO A SONS AÉREOS IX Índice de isolamento sonoro a sons aéreos DnT,w A curva é ajustada ( ) de forma a que a soma dos desvios desfavoráveis ( ), a dividir pelo nº total de bandas de frequência considerado na medição, seja a maior possível mas ≤ 2 . Resultados experimentais ( , ) Freq.(Hz) 250 500 1000 2000 4000 R (dB) 49 47 52 58 53 d2000 DnT,w d250 d500 d1000 d4000 O ajuste deve ser tal que: d 500 + d1000 + d 4000 possível < ≤2 5 Após ajuste, a ordenada da curva 500 para f=500 Hz é o Índice de isolamento sonoro a sons aéreos DnT,w. (resultados experimentais para 5 frequências)
  47. 47. ISOLAMENTO A SONS AÉREOS X Norma ISO 717 O processo de determinação do índice de isolamento sonoro a sons aéreos encontra-se descrito na Norma ISO 717. Redução sonora dB Devem ser utilizadas para medição do isolamento 16 bandas de frequência, pelo que a soma dos desvios desfavoráveis (desvios abaixo da curva) não deve ser superior a 32 dB. DnT,w Frequência Hz
  48. 48. ISOLAMENTO A SONS AÉREOS XI Isolamento em dB Lei da massa A importância dos diferentes mecanismos de transmissão do som através de um sólido varia consoante a frequência desse som. Isolamento sonoro de uma parede simples Para frequências Região Região Região controlada controlada controlada duas vezes pela pela rigidez pela massa ressonância e superiores rigidez à mais baixa 6 dB/oitava Rigidez frequência de ressonância (frl), a Frequência transmissão do som é Ressonância crítica Frequência em Hz controlada pela massa. frl
  49. 49. ISOLAMENTO A SONS AÉREOS XII Lei da massa Na região controlada pela massa e para incidência das ondas sonoras normalmente à parede, deduz-se teoricamente que: R R = 20 log10 (f . m ) − 43 dB m – massa superficial do elemento (kg/m2); f – frequência do som incidente. R+6 dB 2× m d 2×d A expressão mostra que a redução sonora aumenta 6 dB sempre que a frequência ou a massa duplicam.
  50. 50. ISOLAMENTO A SONS AÉREOS XIII Lei da massa A expressão anterior é descrita em frequência. Para torná-la dependente apenas da massa pode-se aplicar a curva de referência. Assim, para cada valor de massa, ajusta-se a curva pelo processo descrito e tira-se o valor ponderado Rw correspondente para f=500 Hz. O processo conduz às seguintes correlações: 50 ≤ m < 150 kg/m2 ⇒ R w = 12,6 log10 (m) + 12,6 m ≥ 150 kg/m2 ⇒ R w = 37,5 log10 (m) − 42,0 dB dB
  51. 51. ISOLAMENTO A SONS AÉREOS XIV Isolamento sonoro calculado analiticamente A partir das relações anteriores e reconhecendo que a diferença entre a redução sonora teórica e a redução sonora aparente (experimental) deverá corresponder à transmissão marginal (TM), R ' = R − TM a expressão analítica para o índice de isolamento sonoro é: ∆Rw é o acréscimo de D nT , w isolamento sonoro  0,32 V  introduzido pela caixa = R w + ∆R w − TM w + 10 log10    S  de ar no caso de paredes duplas.
  52. 52. ISOLAMENTO A SONS AÉREOS XV Valores empíricos para TMw e ∆Rw Na ausência de informação mais completa podem utilizar-se as seguintes aproximações para TMw e ∆Rw: Paredes duplas: Caixa de ar Freq. de ressonância f0 (Hz) ∆Rw (dB) livre ≤80 35-Rw/2 100 32-Rw/2 Material de 125 30-Rw/2 preenchimento 160 28-Rw/2 200 -1 250 -3 315 -5 400 -7 500 -9 630-1600 -10 1 1 1 >1600 -5 + f0 = C  Rw é o valor do pano de maior m d  m1 m 2  Para f0 abaixo de 200 Hz, o valor mínimo de ∆Rw é 0 dB Transmissão marginal: Rw + ∆Rw < 35 dB ⇒ TMw = 0 dB; 35 dB ≤ Rw + ∆Rw < 45 dB ⇒ TMw = 3 dB; 45 dB ≤ Rw + ∆Rw < 55 dB ⇒ TMw = 4 dB; Rw + ∆Rw ≥ 55 dB ⇒ TMw = 5 dB.     d - espessura da caixa de ar mi - massa do pano i C=60 caixa de ar sem material poroso C=53 caixa de ar total ou parcialmente preenchida com material poroso
  53. 53. ISOLAMENTO A SONS AÉREOS XVI Elementos heterogéneos em área O coeficiente τ do elemento resulta, neste caso, duma ponderação, em função da área, dos coeficientes τi dos elementos parciais: ∑ τi .Si 1 τ= i e R = 10 log10   S ∑ i − R i / 10 Sendo que 1 = 10 R i / 10 τi então τ i e ∑ Si × 10 τ= i ∑ Si i   ∑ Si   i  R = 10 log10   ∑ S × 10 − R i / 10  i    i  τ2 S2 τ3 S3 τ1 S1
  54. 54. ISOLAMENTO A RUÍDO DE IMPACTO I Isolamento sonoro efectivo L Para estimar o isolamento sonoro a sons de percussão, o ensaio consiste em aplicar uma pancada normalizada sobre a face superior do elemento em estudo e medir o valor do nível de pressão sonora no local subjacente: L = Li Enquanto nos sons aéreos o isolamento sonoro é uma diferença de níveis, nos sons de percussão é o próprio nível medido. Máquina de percussão Li(p)
  55. 55. ISOLAMENTO A RUÍDO DE IMPACTO II Isolamento sonoro normalizado (Ln) No caso dos sons de percussão, o isolamento sonoro normalizado obtém-se introduzindo um termo correctivo do mesmo tipo dos sons aéreos: L n = L i + 10 log10 A A0 A, A0 – Áreas de absorção sonora equivalente do local receptor e de referência, respectivamente (A0=10m2). Isolamento sonoro padronizado (LnT) Por sua vez, para o isolamento sonoro padronizado obtém-se: T L nT = L i − 10 log10 T0 T, T0 – Tempos de reverberação do local receptor e de referência, respectivamente (T0 =0,5 s).
  56. 56. ISOLAMENTO A RUÍDO DE IMPACTO III Relação entre LnT e Ln Com A0=10m2, T0=0,5s e T=0,16V/A, obtémse a seguinte relação entre LnT e Ln: L nT = L n − 10 log10 (0,032 V ) No caso de medições no local, em vez de no laboratório - onde se pode eliminar a transmissão marginal -, os isolamentos sonoros tomam a designação L’ em lugar de L, para mostrar que incluem o efeito da transmissão marginal, K, devendo ter-se: L’ = L+K
  57. 57. ISOLAMENTO A RUÍDO DE IMPACTO IV Índice de isolamento sonoro a sons de impacto ( L'nT,w) Nível sonoro a sons de percussão O processo de determinação é idêntico ao dos sons aéreos, recorrendo (ISO 717) a uma curva de referência para ponderar os valores medidos nas diferentes frequências. L'nT, w Ajustada a curva pelo processo já descrito (os desvios desfavoráveis são agora os que ficam acima ' da curva), L nT , w é o ponto da curva para f=500 Hz. Frequência Hz
  58. 58. ISOLAMENTO A RUÍDO DE IMPACTO V Isolamento sonoro calculado analiticamente O nível de ruído de impacto transmitido por um pavimento não revestido pode ser relacionado com a sua redução sonora, obtendo-se a seguinte lei também dependente da massa: Ln,w,eq =164 – 35 log10 (ms) No caso de um pavimento revestido e entrando em conta com a transmissão marginal tem-se: L'n , w = L n , w ,eq − ∆L w + K K – acréscimo devido à transmissão marginal ∆L – redução da transmissão devido ao revestimento aplicado.
  59. 59. ISOLAMENTO A RUÍDO DE IMPACTO VI Valores de K e ∆Lw Valores de ∆Lw (em dB/oit) Valores de K (em dB) Massa do piso (kg/m2) Massa das paredes do compartimento inferior (kg/m2) 100 150 200 250 300 100 1 0 0 0 0 150 1 1 0 0 2 1 1 0 0 250 2 1 1 1 0 300 3 2 1 1 1 350 3 2 1 1 1 400 4 2 2 1 1 ∆Lw 0 Piso flutuante de madeira Espessuras entre 5 e 15 mm Parquet de madeira (e=5 a 15 mm) sobre espuma de polietileno 33 Alcatifa tufada com base de latex com base de favos de borracha sobre tecido de juta 23 Tacos de madeira 0 200 Características Designação 18 35 ' Expressão analítica de L nT , w L'nT , w = L n , w ,eq − ∆L w + K − 10 log10 (0,032 V )

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