AVALIAÇÃO DO CONFORTO ACÚSTICO DE RESIDÊNCIAS POPULARES UTILIZANDO ANÁLISE ESTATÍSTICA DE ENERGIA Luiz Carlos Gomes de Alcantara Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, COPPE, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Engenharia Mecânica. Orientador: Jules Ghislain Slama Rio de Janeiro Dezembro de 2010
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AVALIAÇÃO DO CONFORTO ACÚSTICO DE RESIDÊNCIAS POPULARES
UTILIZANDO ANÁLISE ESTATÍSTICA DE ENERGIA
Luiz Carlos Gomes de Alcantara
Dissertação de Mestrado apresentada ao
Programa de Pós-graduação em
Engenharia Mecânica, COPPE, da
Universidade Federal do Rio de Janeiro,
como parte dos requisitos necessários à
obtenção do título de Mestre em
Engenharia Mecânica.
Orientador: Jules Ghislain Slama
Rio de Janeiro
Dezembro de 2010
AVALIAÇÃO DO CONFORTO ACÚSTICO DE RESIDÊNCIAS POPULARES
UTILIZANDO ANÁLISE ESTATÍSTICA DE ENERGIA
Luiz Carlos Gomes de Alcantara
DISSERTAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO INSTITUTO ALBERTO
LUIZ COIMBRA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA DE ENGENHARIA (COPPE)
DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS
REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM
Após a entrada dos dados no programa, ele executa o cálculo e cria um
arquivo de saída em formato .txt, que permite trabalhar com os valores em outros
programas de organização de planilhas. Vejamos abaixo os resultados encontrados
pelo modelo hipotético mencionado anteriormente, que considera dois subsistemas
(duas salas) para compreender melhor o programa. Na primeira coluna temos as
faixas de freqüência e na segunda os níveis de pressão sonora correspondentes.
Result
rc1 Room room1
100 119.433
125 119.044
160 118.941
200 119.433
250 119.044
315 118.933
400 119.434
500 119.044
630 118.933
800 119.434
1000 119.044
1250 118.93
1600 119.434
2000 119.053
2500 118.953
3150 119.424
Result
rc1 Room room2
100 80.0262
125 78.1125
160 76.5335
200 76.1868
250 74.0047
315 72.2623
400 71.633
500 69.2845
630 67.3944
800 66.635
1000 64.1825
1250 62.2542
1600 61.3584
2000 58.8568
2500 56.9008
3150 56.0104
De posse dos resultados obtidos na planilha acima, podemos definir a
diferença de nível de pressão sonora da sala e o índice de redução sonora, pelas
equações vistas anteriormente.
44
Capítulo 6
Resultados
Neste capítulo serão apresentadas as residências avaliadas para a realização
deste trabalho, e exibidos os resultados das medições dos coeficientes de isolamento
acústico, medidos e simulados, das fachadas e entre os cômodos destas edificações.
Os resultados serão apresentados através de números únicos, conforme
explicado no item 3.4, porém os gráficos que apresentam estes resultados em bandas
de freqüência de 1/3 de oitava estão nos apêndices.
6.1 Residência 1
Apartamento localizado no condomínio Chácaras Arcampo, no bairro Chácaras
Arcampo, em Duque de Caxias, apresentado na figura 6.
Figura 6. Residência 1 (Própria, 2010)
45
Residência de paredes internas e externas compostas por alvenaria de tijolos
de 6 furos em pé, ambas com reboco dos dois lados, portas internas de compensado
de madeira, com espessura de 35 mm. As janelas possuem esquadrias de alumínio e
vidros simples. As dimensões da residência são apresentadas na figura 6.1.
Figura 6.1. Planta da Residência 1
46
Para a medição do coeficiente de isolamento da fachada utilizou-se o ruído de
tráfego como fonte externa e o espectro deste ruído é apresentado na Figura 6.2.
Foram realizadas medidas na partição 1 (quarto1 para quarto 2) e na partição
2( quarto 2 para sala).
Os valores dos coeficientes de isolamento acústico medido e simulado, com a
utilização do Free SEA para as divisórias internas avaliadas, são apresentados na
Tabela 4.
Tabela 4. Resultado da avaliação do ruído entre cômodos na residência 1
Partição R’W medido dB (A) R’W simulado dB (A)
1 29 30
2 28 30
Figura 6.2. Espectro de frequências para ruido de tráfego- Residência 1
Observando-se os valores dos coeficientes de isolamento acústico na Tabela 4,
verifica-se uma grande proximidade entre os coeficientes medidos e os simulados para
as partições avaliadas. Isto leva a conclusão de que o Free SEA apresentou um bom
desempenho na predição do isolamento ao ruído aéreo entre os cômodos desta
edificação.
47
Verificou-se também que os coeficientes medidos nas partições internas
apresentaram valores abaixo dos aceitáveis, se comparados com os exigidos pelas
normas internacionais, como a DIN 4.109 (DIN, 1989), que prescreve para o
isolamento entre os cômodos internos avaliados um valor de R’w, (índice de isolamento
de ruído) recomendado de 37 dB(A) e um valor mínimo de 32 dB(A).
Quanto ao valor da avaliação do ruído na fachada R’tr,s,w
foi encontrado o valor
de 22 dB(A). O índice de isolamento medido mostrou-se inaceitável quando
comparado com os prescritos pelas normas internacionais como a DIN 4.109 (DIN,
1989), que tem seus valores apresentados na Tabela 5. Estes valores são estipulados
em função do ruído externo. Neste caso pode-se observar que o valor obtido na
medição de 22 dB(A), está bem abaixo do mínimo exigido, mesmo para regiões
silenciosas, que é de 30 dB(A).
Quando este valor de 22dB(A) é comparado com o que a norma exige para o
local, considerando que o ruído externo medido na região foi de 73,6 dB(A), este se
mostra ainda mais deficitário, pois neste caso a norma recomenda um coeficiente de
isolamento mínimo de 45 dB(A).
Tabela 5. Níveis de referência exigidos pela DIN 4109
Ruído Externo Dormitórios, Salas de estar ou de aula
LAeq – dB(A) R’W – Mínimo da fachada dB(A)
Até 55 30
56 até 60 30
61 até 65 35
66 até 70 40
71 até 75 45
76 até 80 50
Fonte (DIN, 1989)
48
6.2 Residência 2
Apartamento localizado no condomínio felicidade, no bairro Santa Cruz da
Serra em Duque de Caxias, apresentado na figura 6.3.
Figura 6.3. Residência 2 (Própria, 2010)
Residência de paredes internas e externas compostas por alvenaria de tijolos
de 6 furos em pé, ambas com reboco dos dois lados, lajes de concreto e portas
internas de compensado de madeira, com espessura de 35 mm. As janelas são de
ferro e vidros simples.
As dimensões da residência são apresentadas na figura 6.4.
49
Figura 6.4. Planta da Residência 2
Para a medição do coeficiente de isolamento da fachada utilizou-se o ruído de
tráfego como fonte externa e o espectro deste ruído é apresentado na Figura 6.5.
Foram realizadas medidas na partição 1 (quarto1 para quarto 2) e na partição
2( quarto 2 para sala).
Os valores dos coeficientes de isolamento acústico medido e simulado, com a
utilização do Free SEA para as divisórias internas avaliadas, são apresentados na
Tabela 6.
50
Tabela 6. Resultado da avaliação do ruído entre cômodos na residência 2
Partição R’W medido dB (A) R’W simulado dB (A)
1 28 27
2 27 25
Figura 6.5. Espectro de frequências para ruido de tráfego – Residência 2
Observando-se os valores dos coeficientes de isolamento acústico na Tabela 6,
constatou-se uma grande proximidade entre os coeficientes medidos e os simulados
para as partições avaliadas, isto leva a conclusão que o Free SEA apresentou um bom
desempenho na predição do isolamento ao ruído entre os cômodos desta edificação.
Verificou-se, também, que os coeficientes medidos nas partições internas
apresentaram valores abaixo dos aceitáveis se comparados com os exigidos pelas
normas internacionais, como a DIN 4.109 (DIN, 1989), que prescreve para o
isolamento entre os cômodos internos avaliados um valor de R’w, (índice de isolamento
de ruído) recomendado de 37 dB(A) e um valor mínimo de 32 dB(A).
Quanto ao valor da avaliação do ruído na fachada R’tr,s,w
foi encontrado o valor
de 19 dB(A).
Quando estes valores são comparados com o que a norma exige para o local,
considerando que o ruído externo medido na região foi de 69,2 dB(A), este se mostra
51
ainda mais deficitário, pois neste caso a norma recomenda um coeficiente de
isolamento mínimo de 40 dB(A).
6.3 Residência 3
Casa localizada no bairro Santa Cruz da Serra em Duque de Caxias,
apresentado na figura 6.6.
Figura 6.6. Residência 3 (Própria, 2010)
Residência de paredes internas e externas compostas por blocos de concreto,
ambas com reboco dos dois lados. O teto é composto por forro de lambri de madeira
recoberto por telhas de concreto. As portas internas são de compensado de madeira,
com espessura de 35 mm. As janelas são de ferro. As dimensões da residência são
apresentadas na figura 6.7.
52
Figura 6.7. Planta da Residência 3
Para a medição do coeficiente de isolamento da fachada utilizou-se o ruído de
tráfego como fonte externa e o espectro deste ruído é apresentado na Figura 6.8.
Foram realizadas medidas na partição 1 (quarto1 para quarto 2) e na partição
2( quarto 2 para sala).
Os valores dos coeficientes de isolamento acústico medido e simulado, com a
utilização do Free SEA para as divisórias internas avaliadas, são apresentados na
Tabela 7.
Tabela 7. Resultado da avaliação do ruído entre cômodos na residência 3
Partição R’W medido dB (A) R’W simulado dB (A)
1 25 27
2 26 24
53
Figura 6.5. Espectro de frequências para ruido de tráfego – Residência 3
Observando-se os valores dos coeficientes de isolamento acústico na Tabela 7,
constatou-se uma grande proximidade entre os coeficientes medidos e os simulados
para as partições avaliadas, isto leva a conclusão que o Free SEA apresentou um bom
desempenho na predição do isolamento ao ruído entre os cômodos desta residência.
Verificou-se também, que os coeficientes medidos nas partições internas
apresentaram valores abaixo dos aceitáveis se comparados com os exigidos pelas
normas internacionais, como a DIN 4.109 (DIN, 1989), que prescreve para o
isolamento entre os cômodos internos avaliados um valor de R’w, (índice de isolamento
de ruído) recomendado de 37 dB(A) e um valor mínimo de 32 dB(A).
Quanto ao valor da avaliação do ruído na fachada R’tr,s,w
foi encontrado o valor
de 20 dB(A).
Quando estes valores são comparados com o que a norma exige para o local,
considerando que o ruído externo medido na região foi de 65 dB(A), este se mostra
também deficitário, pois neste caso a norma recomenda um coeficiente de isolamento
mínimo de 35 dB(A).
54
Capítulo 7
Conclusões e Sugestões
O presente trabalho avaliou, através de medições in situ, os coeficientes de
isolamento acústico entre os cômodos de edificações e suas fachadas, compostas por
elementos construtivos amplamente utilizados na construção civil brasileira.
Também foram comparados os coeficientes medidos a coeficientes simulados, com a
utilização do programa Free SEA para as partições internas das residências.
A partir dos resultados descritos neste trabalho podemos chegar as seguintes
conclusões:
1) Verificou-se que em todas as residências avaliadas os índices de redução
sonora entre os cômodos analisados apresentaram valores abaixo dos aceitáveis, se
comparados com os exigidos pelas normas internacionais, como a DIN 4.109, que
prescreve para o isolamento entre os cômodos internos avaliados um valor de R’w,
índice de isolamento de ruído, recomendado de 37 dB(A) e um valor mínimo de 32
dB(A).
2) Verificou-se também que em todas as 3 residências avaliadas os índices de
redução sonora aparente das fachadas analisadas apresentaram valores abaixo dos
aceitáveis, se comparados com os prescritos pelas normas internacionais, como a DIN
4.109, que tem seus valores apresentados na Tabela 5. Estes valores são estipulados
em função do ruído externo. Nas edificações avaliadas pode-se observar que os
valores encontrados nas medições ficaram abaixo do mínimo exigido, mesmo para
regiões silenciosas, que é de 30 dB(A).
3) Com relação à utilização do programa Free SEA, que tem seu método de
cálculo embasado no conjunto de normas européias EN 12.354, a conclusão obtida foi
que este apresentou um bom desempenho na simulação dos coeficientes de
55
isolamento entre os cômodos das residências avaliadas. Constatou-se com isto a
possibilidade da utilização do programa Free SEA na predição dos coeficientes de
isolamento das residências brasileiras, porém, tomando-se o cuidado de modelar
corretamente a residência, pois o programa só permite a inclusão de geometrias
simples.
Vale ressaltar que o programa foi desenvolvido para ser utilizado para a
predição dos coeficientes de isolamento acústico na fase de projeto, ou onde não for
possível realizar medições, e não objetivando substituir o processo de medições in
situ, pois sempre que possível este deve ser o método de obtenção dos coeficientes
de isolamento acústico a ser utilizado, pois mesmo sendo um processo logisticamente
complicado e que traz desconforto aos moradores, caso a edificação esteja ocupada,
é o que apresenta maior confiabilidade e precisão.
Como sugestões para trabalhos futuros pretende-se fazer modificações no
programa Free SEA para que seja possível um estudo detalhado da influência de
portas e janelas na perda de transmissão de paredes divisórias e fachadas.
56
Referências Bibliográficas
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1987. NBR 10152: Níveis de ruído para conforto acústico. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. ______, 1998. NB-101: Tratamento acústico em recintos fechados. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. ______, 2000. NBR 10151: Avaliação do ruído em áreas habitadas visando o conforto da comunidade. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. ______,2004. Projeto de Norma CB 02: 136.01.001. Desempenho de edifícios habitacionais de até 5 pavimentos – Parte 1: Requisitos gerais. ______,2004. Projeto de Norma CB 02: 136.01.004. Desempenho de edifícios habitacionais de até 5 pavimentos – Parte 4: Fachadas e paredes internas. BARING, J. G. A, 1988. Isolação Sonora de Paredes e Divisórias. Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo – IPT/SP. In: Tecnologia das edificações. ed. São Paulo, p. 429-434, 1988. BERANEK, L. L., VÉR, I. L.,1960. Noise Reduction. 1 ed. New York: McGraw-Hill. ______,1992. Noise and vibration control engineering: principles and applications. New York, U.S.A., John Wiley & Sons Inc. CRAIK, R. J. M., 1996. Sound transmission through buildings using statistical energy analysis. 1 ed. England, Gower. DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG (GERMANY). Schallschutz im Hochbau: DIN 4109. Germany, 1989. EUROPEN NORM – EN. EN 12354-1: Building Acoustics – Estimation of acoustic performance of buildings from the performance of elements, Part 1: Airborne sound insulation between rooms. UK, 2000. EUROPEN NORM – EN. EN 12354-3: Building Acoustics – Estimation of acoustic
performance of buildings from the performance of elements, Part 3: Airborne sound
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GERGES, S. N. Y, 1992. Ruído: fundamentos e controle. 1 ed., Florianópolis, SC, Brasil. HARRIS, C. M. Noise Control in Buildings: A Pratical Guide for Architects and
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57
______, ISO. ISO 717-1: Acoustic – Rating of sound insulation in buildings and of building elements – Part 1: Airborne sound insulation. Geneva, 1996. LIPS, W, 1999. Lärmbekämpfung in der Haustechnik. 1 ed. Berlin: Expert-Verlag, 404 p. LYON, R. H., 1975. Statistical energy analysis of dynamical systems: theory and applications. The MIT Press. MEDRADO, L. O., 2002. Implementação e ensaio de um código computacional para o cálculo de parâmetros de qualidade acústica de salas. Projeto final de curso, UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil. MEISSER, M., 1993. Acustica de los Edificios. Editores técnicos associados 1 ed. Barcelona. MTE - Normas Regulamentadoras da Secretaria de Segurança e Saúde no Trabalho, 1978. NR-15: Atividades e operações insalubres. RECCHIA, C., 2001 Estudo do Desempenho Acústico dos Elementos Construtivos que Compõe a Fachada, Dissertação de M.Sc., Universidade Federal de Santa Maria, Santa Catarina, Brasil. SARRADJ, E.,2000. Free SEA 0.91. Userguide. SCHAFER, R. M., 1991. “O ouvido pensante”. Tradução por: FONTERRADA, M. T. O, SILVA, M. R. G., PASCOAL, M. L. São Paulo, UNESP. SILVA, D. T., 2000. Estudo da Isolação Sonora em Paredes Divisórias de Diversas Naturezas. Dissertação de M.Sc, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Catarina, Brasil. VIEGAS, M. N. C., 2004. Arquitetura e acústica bioclimática: métodos de controle de ruído urbano em edificações em clima quente úmido. Dissertação de M.Sc., UFRJ/COPPE, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
58
Apêndice A
Resultados das medições in situ dos coeficientes de isolamento acústico entre os
ambientes, medidos em bandas de 1/3 de oitava e gráficos do tempo de reverberação
nas salas receptoras.
Residência 1
Partição 1
59
Partição 2
0,9
0 1,0
0 1,1
0
1,1
0
0,9
5
0,9
0
0,9
0
0,9
0
0,9
0
0,9
0
0,9
0
0,8
5
0,8
0
0,8
0
0,7
5
0,6
5
0,6
0
0,5
0
0,00
0,30
0,60
0,90
1,20
1,50
25,0
Hz
31,5
Hz
40,0
Hz
50,0
Hz
63,0
Hz
80,0
Hz
100 H
z
125 H
z
160 H
z
200 H
z
250 H
z
315 H
z
400 H
z
500 H
z
630 H
z
800 H
z
1,0
0kH
z
1,2
5kH
z
1,6
0kH
z
2,0
0kH
z
2,5
0kH
z
3,1
5kH
z
4,0
0kH
z
5,0
0kH
z
6,3
0kH
z
8,0
0kH
z
10,0
kH
z
12,5
kH
z
16,0
kH
z
20,0
kH
z
T (
seg
)
frequencia (Hz)
RT60 ( sala Receptora )
60
Residência 2
Partição 1
0,9
0 1,0
0 1,1
0
1,1
0
0,9
5
0,9
0
0,9
0
0,9
0
0,9
0
0,9
0
0,9
0
0,8
5
0,8
0
0,8
0
0,7
5
0,6
5
0,6
0
0,5
0
0,00
0,30
0,60
0,90
1,20
1,50
25,0
Hz
31,5
Hz
40,0
Hz
50,0
Hz
63,0
Hz
80,0
Hz
100 H
z
125 H
z
160 H
z
200 H
z
250 H
z
315 H
z
400 H
z
500 H
z
630 H
z
800 H
z
1,0
0kH
z
1,2
5kH
z
1,6
0kH
z
2,0
0kH
z
2,5
0kH
z
3,1
5kH
z
4,0
0kH
z
5,0
0kH
z
6,3
0kH
z
8,0
0kH
z
10,0
kH
z
12,5
kH
z
16,0
kH
z
20,0
kH
z
T (
seg
)
frequencia (Hz)
RT60 ( sala Receptora )
61
Partição 2
1,5
0
1,5
0
1,4
5
1,4
0
1,3
5
1,3
0
1,3
0
1,2
5
1,1
0
1,0
0
0,9
0
0,8
0
0,8
0
0,7
0
0,6
5
0,6
0
0,00
0,30
0,60
0,90
1,20
1,50
25,0
Hz
31,5
Hz
40,0
Hz
50,0
Hz
63,0
Hz
80,0
Hz
100 H
z
125 H
z
160 H
z
200 H
z
250 H
z
315 H
z
400 H
z
500 H
z
630 H
z
800 H
z
1,0
0kH
z
1,2
5kH
z
1,6
0kH
z
2,0
0kH
z
2,5
0kH
z
3,1
5kH
z
4,0
0kH
z
5,0
0kH
z
6,3
0kH
z
8,0
0kH
z
10,0
kH
z
12,5
kH
z
16,0
kH
z
20,0
kH
z
T (
seg
)
frequencia (Hz)
RT60 ( sala Receptora )
62
Residência 3
Partição 1
1,2
0
1,1
0
1,4
0
1,3
0
1,3
0
1,2
5
1,1
5
1,1
0
1,1
0
1,0
0
0,9
0
0,8
5
0,8
5
0,7
0
0,6
5
0,6
0
0,5
0
0,4
5
0,00
0,30
0,60
0,90
1,20
1,50
25,0
Hz
31,5
Hz
40,0
Hz
50,0
Hz
63,0
Hz
80,0
Hz
100 H
z
125 H
z
160 H
z
200 H
z
250 H
z
315 H
z
400 H
z
500 H
z
630 H
z
800 H
z
1,0
0k
Hz
1,2
5k
Hz
1,6
0kH
z
2,0
0k
Hz
2,5
0k
Hz
3,1
5k
Hz
4,0
0k
Hz
5,0
0k
Hz
6,3
0k
Hz
8,0
0kH
z
10
,0k
Hz
12
,5k
Hz
16
,0k
Hz
20
,0k
Hz
T (
seg
)
frequencia (Hz)
RT60 ( sala Receptora )
63
Partição 2
1,5
0 1,6
0
1,5
0
1,4
0
1,4
0
1,3
5
1,2
5
1,2
0
1,1
5
1,1
0
1,0
0
0,9
5
0,8
0
0,8
5
0,7
5
0,7
0
0,6
5
0,6
0
0,00
0,30
0,60
0,90
1,20
1,50
1,80
25,0
Hz
31,5
Hz
40,0
Hz
50,0
Hz
63,0
Hz
80,0
Hz
100 H
z
125 H
z
160 H
z
200 H
z
250 H
z
315 H
z
400 H
z
500 H
z
630 H
z
800 H
z
1,0
0k
Hz
1,2
5k
Hz
1,6
0kH
z
2,0
0k
Hz
2,5
0k
Hz
3,1
5k
Hz
4,0
0k
Hz
5,0
0k
Hz
6,3
0k
Hz
8,0
0kH
z
10
,0k
Hz
12
,5k
Hz
16
,0k
Hz
20
,0k
Hz
T (
seg
)
frequencia (Hz)
RT60 ( sala 2 Receptor )
64
1,6
0
1,5
0 1,6
0
1,5
0
1,4
5
1,4
0
1,3
5
1,3
0
1,3
0
1,2
5
1,1
0
1,0
0
0,9
0
0,8
0
0,8
0
0,7
0
0,6
5
0,6
0
0,00
0,30
0,60
0,90
1,20
1,50
1,80
25,0
Hz
31,5
Hz
40,0
Hz
50,0
Hz
63,0
Hz
80,0
Hz
10
0 H
z
12
5 H
z
16
0 H
z
20
0 H
z
25
0 H
z
31
5 H
z
40
0 H
z
50
0 H
z
63
0 H
z
80
0 H
z
1,0
0kH
z
1,2
5kH
z
1,6
0kH
z
2,0
0kH
z
2,5
0kH
z
3,1
5kH
z
4,0
0kH
z
5,0
0kH
z
6,3
0kH
z
8,0
0kH
z
10,0
kH
z
12,5
kH
z
16,0
kH
z
20,0
kH
z
T (
seg
)
frequencia (Hz)
RT60 ( sala 2 Receptora )
65
Apêndice B
Coeficientes de Absorção sonora
Materiais Frequência(Hz)
125 250 500 1000 2000 4000
Materiais de construção usuais
Reboco áspero, cal 0,03 0,03 0,03 0,03 0,04 0,07
Reboco liso 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,06
Teto pesado suspenso (de gesso) 0,02 0,03 0,05
Estuque 0,03 0,04 0,07
Superfície de concreto 0,02 0,03 0,03 0,03 0,04 0,07
Revestimento de pedras sintéticas 0,02 0,05 0,07
Chapa de mármore 0,01 0,01 0,01 0,02
Vidraça de janela 0,04 0,03 0,02
Assoalhos
Tapetes de borracha 0,04 0,04 0,08 0,12 0,03 0,1
Taco colado 0,04 0,04 0,06 0,12 0,1 0,17
Linóleo 0,02 0,03 0,04
Passadeira fina porosa 0,03 0,17 0,4
Tapete de boucle duro 0,03 0,03 0,04 0,10 0,19 0,35
Tapete de 5 mm de espessura 0,04 0,04 0,15 0,29 0,52 0,59
Tapete boucie macio 0,08 0,20 0,52
Tapete de veludo 0,02 0,06 0,1 0,24 0,42 0,60
Tapete 5mm sobre base de feltro 5mm
0,07 0,21 0,57 0,66 0,81 0,72
Móveis, tecidos, gente
Uma pessoa com cadeira 0,33 0,44 0,40
Poltrona estofada vazia coberta de tecido
0,28 0,26 0,28 0,26 0,34 0,34
Cadeira estofada, chata, c/ tecido, vazia
0,13 0,20 0,25
Cadeira idem, com couro sintético 0,13 0,15 0,07
Cadeira de assento dobradiço, de madeira vazia
0,05 0,05 0,05 0,05 0,08 0,05
Tecido de algodão esticado liso 0,04 0,13 0,32
Idem 50/150mm na frente de parede lisa
0,20 0,38 0,45
Feltro de fibra natural 5 mm de espessura
0,09 0,12 0,18 0,30 0,55 0,59
Cortina de porta comum, opaca 0,15 0,20 0,40
Tela cinematográfica 0,10 0,20 0,50
Público em ambientes muito grandes (p/ pessoa)
0,13 0,31 0,45 0,51 0,51 0,43
66
Portas, Janelas e Aberturas
Janela aberta 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Portas de madeira, fechadas 0,14 0,06 0,10
Palco sem cortina 0,30 0,25 0,40
Recessos com cortinas 0,25 0,30 0,35
Abertura embaixo de balcão 0,25 0,8
Grade de ventilador cada 50% de seção livre
0,30 0,50 0,50
Co-vibradores (chapas densas, folhas)
Madeira compensada de 3 mm, a 50 mm da parede, espaço vazio
0,25 0,34 0,18 0,10 0,10 0,05
Idem, 3 mm, a 50 mm da parede, espaço vazio, amortecimento nas bordas
0,46 0,47 0,23 0,12 0,10 0,08
Idem, 3 mm, a 50 mm da parede, espaço preenchido de lã mineral
0,51 0,65 0,24 0,12 0,10 0,05
Idem, 3 mm, a 50 mm da parede, espaço preenchido de lã mIneral
0,74 0,54 0,36 0,32 0,30 0,17
Chapa de papelão-gess0, de 9,5 mm, sem furos, na frente de espaço de 50 mm preenchido de lã mineral
0,33 0,12 0,08 0,07 0,06 0,1
Madeira compensada de 2,5mm, na frente de feltro mineral de 50mm a cada 40 kg/m2
0,21 0,37 0,24 0,12 0,02 0,08
Fonte NBR 101
67
Apêndice C
Manual para utilização do FREE SEA
Introdução
Este documento é o manual do usuário para Free SEA. Este manual apresenta
um esboço muito curto do software. Você pode encontrar uma referência de instrução
e alguns exemplos bem documentados.
O que é FREE SEA ?
O Free SEA é um software executado em Win32 que implementa a Análise
Estatística de Energia (SEA) - um método para o cálculo de transmissão do som
através de estruturas.
Quem pode utilizar o FREE SEA ?
Todos estão autorizados, desde que para fins educativos e para fins
comerciais, desde que sejam considerados os créditos de quem criou.
Onde o FREE SEA surgiu ?
Free SEA foi desenvolvido pelo autor como resultado de vários códigos SEA
utilizados no trabalho de investigação na Universidade Técnica de Dresden.
Qual a linguagem computacional utilizada para escrever o FREE SEA?
FREE SEA é escrito em Fortran com algumas extensões dispiníveis no
Microsoft Visual C++.
68
Instruções de uso
O FREE SEA funciona da seguinte maneira: ele lê um arquivo de texto de
entrada na qual o usuário coloca todos os dados necessários, e em seguida, ele faz o
cálculo e escreve um ou mais arquivos de saída de texto que pode ser processada por
um programa de planilha eletrônica como Microsoft Excel. Após a entrada de dados o
programa é rodado pelo executável freesea.exe
Instalação
1. Criar um caminho onde você quer ter FREESEA salvo, por exemplo, C: \ FREESEA.
2. Copie freesea.exe para dentro da pasta C:\ FREESEA
3. Criar um caminho onde você quer ter sua entrada FREESEA e arquivos de saída.
Você pode usar também o caminho que você criou no passo 1.
4. Copie todos os exemplos (*.txt) para esta pasta.
Criando e editando um arquivo de entrada
O arquivo de entrada contém todas as informações necessárias para o cálculo
SEA. É um arquivo de texto ASCII que pode ser editado por qualquer um editor de
texto (por exemplo, o Bloco de notas), mas deve seguir a convenção nome 8.3. O
arquivo é composto por vários blocos de instruções. A descrição desses blocos
seguintes.
Em primeiro lugar, as bandas de freqüência para a SEA deve ser definido. Isto
é feito com a instrução de freqüência (frequency). A frequência central de todas as
bandas devem ser dadas. Largura constante pode ser utilizada, bem como oitava e
terceira-oitava e outros. O tipo de bandas utilizadas serão detectados pelo programa a
partir de freqüências dada. Para mais detalhes da instrução freqüência e todas as
outras instruções descritas abaixo, consulte o manual de referência
O próximo passo é a definição de parâmetros do material (material) e
dependente da freqüência de amortecimento de dados (table- tabela), etc para
69
reutilização. Este passo pode ser omitido se você não precisa os mesmos dados
várias vezes.
Os parâmetros do subsistema devem ser definidas a seguir. Isto é feito com
viga, placas e blocos de sala de instrução. Parâmetro Subsistema incluir parâmetros
geométricos, tais como espessura, volume, área ou comprimento, material e
amortecimento. Cada sala será modelado com 1 subsistema SEA, cada placa com 3
subsistemas (por ondas longitudinais, transversais e flexão), cada viga com 4
subsistemas.
Em seguida, as conexões entre os subsistemas deve ser definida com connect
(conectar). Todos geometrias necessárias e, em alguns casos, os parâmetros
acústicos podem ser incluídos.
Source(s)(fonte) a definição é feita na etapa seguinte com o comando
source(fonte) .
Com o response (resposta) o cálculo SEA é iniciado. Em alternativa ou depois
de um cálculo de sensibilidade (sens) pode ser iniciado.
Esses resultados, que serão a saída deve ser definido com o result
(resultado), trans ou Closs e depois enviado para um arquivo de saída com o comando
report (relatório).
Arquivos de saída
Toda a saída é escrita no arquivo LOG.SEA . Pode ser examinada em busca
de erros nos dados de entrada. Também todos os resultados serão gravadas neste
arquivo salvo outro arquivo é especificado no comando result (resultado). O arquivo
de resultado são sempre ficheiros delimitados por tabulações ASCII e, portanto,
podem ser facilmente importados para aplicações de planilha para pós-processamento
(elaboração de diagramas, etc.)
70
Instruções de referência
Abaixo todos os blocos de instrução são explicados. A sintaxe da declaração é
dado seguido de uma explicação de cada uma das partes do bloco de instruções.
Dentro desta referência:
todas as palavras-chave são impressas em negrito
todos os números e as seqüências são impressas em itálico,
Peças instrução opcionais estão entre parênteses [ ],
repetição de peças de instrução está marcada com …
um | sinal entre as peças de instrução significa que a pessoa tem que escolher
apenas uma das partes
()parênteses significa que um bloco de instrução inteira pode ser inserida como
parte de outro bloco.
Todos os parâmetros são destinados a serem dadas em unidades SI (kg, m, s), por
exemplo 1 milímetro = 1E-3
Frequência
frequency
freq1 [freq2 …]
enter
Objetivo: definição de faixas de freqüência;
freq1, freq2 são as frequências centrais das bandas de frequência em Hz e pode ter
cada espaçamento desejado.
71
Bloco
table
[label name]
freq1 value1
[freq2 value2 …]
enter
Objetivo: definição de valores de freqüência dependente (a maioria dos parâmetros
utilizados para subsistemas pode ser dependente da freqüência, útil para o
amortecimento, etc).
label atribui o valor de frequência dependente um name(nome), pode ser omitido se o
bloco é usado dentro de outro bloco de comando.
freq value pares são usados para a interpolação linear do valor resultante entre as
freqüências dadas, abaixo do limite inferior e acima do limite superior do intervalo
coberto. O valor utilizado será aquele atribuído a uma menor ou maior freqüência
dada, respectivamente. As freqüências dadas não precisam coincidir com o do
comando de freqüência.
Material
material
[label name]
young value | (table) | label
rho value | (table) | label
poisson value | (table) | label
enter
72
Objetivo: definição de parâmetros materiais reutilizáveis.
label atribui um nome, pode ser omitido se o bloco é usado dentro de outro bloco de
comando.
young define o modulo de young ou a velocidade do som se o material é um fluido.
rho define a densidade.
poisson define o numero de poisson e não tem nenhum significado para fluidos.
Sala (room)
room
label name
damping value | (table) | label
material (material) | label
volu value | (table) | label
[area value | (table) | label ]
[peri value | (table) | label ]
enter
Objetivo: Definição de uma sala (igual a um subsistema).
label atribui um nome para a sala.
damping (amortecimento) define o fator de perda por amortecimento do subsistema.
material define as propriedades do fluido na sala.
volu define o volume.
area define a área da sala. É necessária apenas para o cálculo da densidade modal.
peri define a soma do comprimento de todos os cantos. É necessária apenas para o
cálculo da densidade modal.
73
Placa
plate
label name
damping value | (table) | label
material (material) | label
area value | (table) | label
peri value | (table) | label
thick value | (table) | label
enter
Objetivo: definição de uma placa (igual a três subsistemas).
label atribui um nome para a placa.
damping define o fator de perda de amortecimento para os 3 subsistemas.
material define as propriedades do material da placa.
area define a area da placa.
peri define a soma do comprimento de todas as arestas, o que é necessário para o
cálculo da eficiência de radiação. Se reforços estão presentes na placa, o
comprimento pode ser adicionado duas vezes para o perímetro.
thick define a espessura.
Viga
beam
label name
damping value | (table) | label
material (material) | label
74
length value | (table) | label
peri value | (table) | label
cross value | (table) | label
ixx value | (table) | label
iyy value | (table) | label
itt value | (table) | label
[ ipp value | (table) | label ]
enter
Objetivo: definição de uma viga (igual a 4 subsistemas).
damping define o fator de perda por amortecimento.
material define as propriedades do material da viga.
length é o comprimento da viga.
cross é o ponto cruz.
ixx, iyy são os momentos de inércia em relação ao eixo x e y, respectivamente.
itt é o momento de inércia de torção.
ipp é o momento polar de inércia; definido para ixx+iyy se omitido.
Conexão
connect
[label name]
sub label1 [value1 [value2 [value3]]]
[sub label2 [value1 [value2 [value3]]]]
[…]
[area | length value | (table) | label ]
[point [edge]]
[trimtl value | (table) | label ]
enter
75
Objetivo: definição da conexão entre dois ou mais subsistemas.
label atribui a conexão um nome; útil se os fatores de perda por acoplamento ou a
eficiência de transmissão pode ser a saída mais tarde.
sub define o subsistema (s) que fazem parte da conexão no rótulo, a parte estrutural
foi dado na sala, placa ou bloco de vara; valor1, valor2, valor3 são parâmetros
adicionais para os subsistemas, veja a descrição abaixo.
area, length define a area de ligação ou comprimento.
point sinal de que a conexão é um beam/plate ponto de conexão.
edge significa que o ponto de conexão está na borda da placa.
trimtl define a perda de transmissão (em decibel) de uma camada de acabamento em
uma placa, possível somente para a uma conexão quarto placa (radiação).
Tipos possíveis de conexão:
1) Conexão da linha de placas com uma viga de acoplamento: placa de 1,2,3 ou 4
(s),0 ou um feixe (com sub) e o parâmetro de comprimento deve ser dado, para cada
subsistema de placa valor1 e valor2 podem ser especificados, valor1 é o ângulo entre
o eixo-x do viga transversal (ou a conexão se feixe não presente) medido em graus
(default = 0), valor2 é o comprimento de rotação entre o eixo de conexão e da placa (o
padrão é 0 = conexão absolutamente rígida).
Nota: o feixe não é tratada como um subsistema dentro de este tipo de conexão.
PLATE
PLATE
BEAM
COMPLIANCE
76
2) Conexões de linha entre uma placa e vigas: com sub exatamente uma placa e
um mais vigas e nenhum outro parâmetro deve ser especificado para descrever
uma ou mais conexões de linha de uma placa e um ou mais feixes; para cada feixe
valor1 pode ser dado e é o ângulo entre o feixe do eixo-x e a placa (o padrão é de
0 graus).
Nota: apenas os subsistemas estão conectados à flexão.
PLATE
BEAM
3) Conexão de duas salas separadas por uma parede: exatamente dois quartos e
uma placa deve ser administrado com sub e o parâmetro de área deve ser
especificado.
Nota: a placa não é tratada como um subsistema dentro de este tipo de conexão
ROOM 2
PLATEROOM 1
4) Conexão de área entre de um quarto e placas: um quarto e uma ou mais
placas e não outro parâmetro, a eficiência de radiação para um painel perplexo
é utilizado para o cálculo, o bloco do todo contato deve ser repetido para
77
conexão de dois laterais; tloss opcional é a perda de transmissão de uma
camada de acabamento.
Nota: apenas os subsistemas de flexão da chapa (s) estão ligados
ROOM
PLATE
TE
5) Ponto de conexão com vigas: duas ou mais vigas podem ser definidas com
sub; para cada viga defina value1, value2 e value3 para as conexões x,y, z
entre elas.
x1
y1
z1
x2
z2
y2
6) Ponto de conexão entre uma placa e viga: exatamente sub com uma placa e
um ou mais vigas e o ponto parâmetro deve ser especificado para descrever as
ligações de um ou mais pontos de uma placa e um ou mais feixes; para cada
feixe valor1 pode ser dado e é o ângulo entre o eixo e o feixe placa (o padrão é
de 0 graus se viga e placa são dispostos perpendicularmente).
Nota: apenas os subsistemas estão conectados à flexão.
78
PLATE
BEAM
PLATE
BEAM
Fonte
source
[label name]
sub label long | tran | flex | fley
power | velo | force value | (table) | label
enter
Objetivo: definição da fonte.
label atribui o nome da fonte.
sub define a estrutura da peça part (room, plate or beam) aonde a peça está
conectada.
long, tran, flex, fley define o tipo de subsistema para a fonte (longitudinal,
transversal), ondas de flexão, respectivamente, Fley igual ondas de flexão, com
alongamento na direção transversal do eixo y.
power, velo, force define a potência, velocidade ou força da fonte.
79
Resposta
response
[label name]
enter
Objetivo: inicia um cálculo SEA.
label define um nome para o cálculo da resposta e distingue este resultado de
sucessivos cálculos.
Sensibilidade
sens
[label name]
sub label long | tran | flex | fley
enter
Objetivo: começa uma análise de sensibilidade da energia de um subsistema levando
em conta as perdas por amortecimento e acoplamento.
label define um nome para o calculo de sensibilidade e distingue este resultado de
sucessivos cálculos.
sub and long, tran, flex, fley define o tipo de subsistema (ver explicação na parte
source).
Transmissão ou fator de perda
trans | closs
label
sub label1 long, tran, flex, fley
80
sub label2 long, tran, flex, fley
enter
Objetivo: seleciona a eficiência da transmissão ou o fator de perda por acoplamento de
uma conexão para saída com o comando report.
label é o nome da conexão.
sub define de onde para o subsistema.
Resultado
result
response label
sub label
[pres | velo]
[dezibel]
[first value]
enter
Objetivo: seleciona um resultado a partir da resposta do cálculo para saída com o
comando report.
response define a resposta or cálculo de sensibilidade.
sub define a parte da estrutura com os resultados de interesse.
pres, velo estas opções definem a saída em termos de pressão sonora ou velocidade
do som ao invés da energia nos subsistemas.
dezibel saída será em decibel.
81
Reportar
report
[file filename]
[detail]
label | table | frequency | material | room | plate | beam | connect | source |
trans | closs | result | all
enter
Objetivo: saída de resultados.
file especifica o nome da saída, que deve ser inserido corretamente no log.sea
detail se desejar uma saída mais detalhada.
label only the specified entity is sent to output.