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ACÚSTICA DA EDIFICAÇÃO
Profa. Dr.-Ing. Erika Borges Leão
Disciplina ministrada ao IV semestre do curso de Engenharia Civil
Universidade do Estado de Mato Grosso
Campus Sinop/MT
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OBJETIVOS DA DISCIPLINA Transmitir aos alunos a compreensão das possibilidades de atuação do profissional no ambiente construído considerando as necessidades de adequação ao condicionamento e isolamento acústico;
Fenômeno de absorção;
Materiais, acabamentos e técnicas construtivas;
OBJETIVOS DA AULA 6
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Balanço energético do som incidente em uma superfície
Fo
nte
: B
ISTA
FA
(2
01
2)
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ABSORÇÃO SONORA
Fonte: GOYDKE (2010)
Os materiais ou sistemas absorventes sonoros podem ser classificados em: • Absorção por porosidade Materiais fibrosos e materiais porosos
• Membrana absorvedora geralmente são forros de gesso pendurado, perfurado ou não, com ou sem material isolante na cavidade, ou ainda, placas de gesso em fechamentos verticais. • Amortecimento por Ressonador (Ressonador de Helmholz) cavidades ressonadoras, parcialmente revestida com material absorvedor , no pescoço ou na cavidade.
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Materiais e Sistemas Absorventes Sonoros
Materiais porosos ou fibrosos Os materiais porosos são caracterizados por possuir apenas parte do volume preenchido por matéria sólida, sendo o restante constituído por pequenas cavidades cheias de ar, com comunicação entre si e para o exterior; • Materiais fibrosos (Lã de rocha, Lã de vidro, painéis de madeira) • Materiais porosos (Espumas (PU, Melamina), vidro expandido, espuma de
gesso, etc.) A superfície destes materiais apresenta pequenos orifícios que se comunicam entre si e que se encontram preenchidos por ar. O ar contido nesses orifícios está submetido a pequenos movimentos oscilatórios que permite, através do atrito sobre as paredes sólidas, a transformação de parte da energia sonora em energia térmica.
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Materiais e Sistemas Absorventes Sonoros
Coeficiente de absorção (α) A medida da capacidade de uma superfície em absorver o som. * E = energia
α =𝐸
𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑣𝑖𝑑𝑎
𝐸𝑖𝑛𝑐𝑖𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒
=𝐸
𝑖𝑛𝑐𝑖𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒 −
𝐸𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑡𝑖𝑑𝑎
𝐸
𝑖𝑛𝑐𝑖𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒
= 1 - 𝐸
𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑡𝑖𝑑𝑎
𝐸𝑖𝑛𝑐𝑖𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒
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ABSORÇÃO SONORA
Fo
nte
: B
ISTA
FA
(2
01
2)
Curva de absorção típica do materiais porosos e fibrosos instalados em uma parede/teto.
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Fo
nte
: B
ISTA
FA
(2
01
2)
Fatores de influência na absorção sonora
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ABSORÇÃO SONORA
Fonte: GOYDKE (2010)
Os materiais ou sistemas absorventes sonoros podem ser classificados em: • Materiais porosos ou
fibrosos (materiais texturados): a absorção de energia é mais eficiente nas altas frequências.
• Membranas ressonantes: a absorção de energia sonora é mais eficiente nas médias frequências.
• Ressoadores de cavidade: absorvem energia nas frequências médias, específicas.
Camada de material poroso
Partição
Membrana
suporte Partição
Pescoço
Cavidade Partição
Coeficiente de absorção
Coeficiente de absorção
Coeficiente de absorção
baixa média alta f (Hz)
baixa média alta f (Hz)
baixa média alta f (Hz)
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Distribuição espacial das grandezas
pressão sonora (p) e velocidade de
propagação (v) de uma onda estacionária
totalmente refletida por uma parede
refletora. parede
refletora
Absorção sonora
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Junto à parede a pressão sonora é máxima, e a velocidade das partículas de ar é zero –
as partículas do ar não se movimentam junto a uma parede sólida.
A absorção sonora dos materiais porosos/fibrosos é maior onde a velocidade das
partículas é máxima.
Absorção sonora
Velo
cid
ad
e
Velo
cid
ad
e
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Uma alternativa ao aumento da espessura
seria o afastamento do material a ¼ do
comprimento de onda da superfície.
Absorção sonora
λ
4=
𝑐
4𝑓=
340
4𝑥 125 = 0,68m = 68 cm
O aumento da absorção na banda de 125 Hz, a distancia da
superfície deverá ser de :
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Sistemas de absorção
combinados
Absorção sonora
A aplicação conjunta e conveniente
poderá resultar na solução mais
adequada para a especificidade de
cada problema.
Frequência f [Hz]
Co
efi
cie
nte
de
ab
so
rçã
o [α
]
combinação
Absorção
porosa sozinha
Absorção por
membrana
sozinha
Material isolante
Painel
Material isolante
Camada protetora
Placa perfurada
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Materiais e Sistemas Absorventes Sonoros
Painel poroso aplicado diretamente sobre uma parede e com uma caixa de ar.
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Materiais e Sistemas Absorventes Sonoros
Fatores influentes Soluções menos
absorventes Soluções mais absorventes
Percentagem de área de furação
Espessura do material
absorvente
Espessura da caixa de ar
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Materiais porosos são com o
aumento da massa mais
eficazes na baixas
frequências.
A cobertura perfurada na
superfície do material poroso
é efetiva para uma
porcentagem de furos de até
40%.
Essa cobertura em
porcentagens menores de
perfuração pode acarretar
redução da taxa de absorção
nas altas frequências.
Absorção com fibra mineral
Influência da espessura do
material de absorção e da
cobertura perfurada no grau de
absorção sonora.
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Fibra mineral absorvedora com
perfil de revestimento
Placas de fibra mineral ou
materiais porosos revestidos com
superfícies perfuradas podem ter
a absorção nas altas frequencias
prejudicadas.
No entanto, a absorção com
material poroso se transforma em
absorção ressonadora (com alta
absorção nas bandas estreitas).
Absorção com fibra mineral
sem
revestimento
Frequência f [Hz]
Co
efi
cie
nte
de
ab
so
rçã
o [α
]
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A diferentes diâmetros de orifícios correspondem diferentes frequências de ressonância.
Materiais e Sistemas Absorventes Sonoros
Diferentes diâmetros de orifícios correspondem à diferentes frequências de ressonância.
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Materiais e Sistemas Absorventes Sonoros
Os tetos falsos constituídos por painéis perfurados com lã mineral na cavidade funcionam simultaneamente como membrana ressonante e como material poroso.
Nestas situações, a absorção sonora é função da percentagem da área de furação relativamente à área total, da massa volumétrica, da espessura do material absorvente sonoro e também da caixa de ar entre o material e o elemento estrutural de suporte.
Aplicações de gesso perfurado. Fonte: portuguese.alibaba.com
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Materiais e Sistemas Absorventes Sonoros
Fatores que podem influenciar o desempenho dos materiais em termos de absorção sonora
ESPESSURA MASSA VOLUMETRICA PINTURA
O coeficiente de absorção sonora aumenta com a espessura dos materiais, exceto nas altas frequências em que o acréscimo é irrelevante
A absorção sonora dos materiais aumenta com a massa volumétrica até valores de aproximadamente 30 kg/m3.
A aplicação de tintas pode reduzir significativamente as propriedades de absorção sonora.
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Critérios de Seleção Os critérios de seleção de um material absorvente não se limitam à componente acústica. Existem outros fatores a considerar, tais como:
• Custo do material, da instalação e da manutenção;
• Isolamento térmico;
• Resistência e auto-sustentação;
• Segurança contra-incêndios;
• Impermeabilização;
• Estética;
• Adaptação aos sistemas de energia eléctrica, iluminação, aquecimento e refrigeração;
• Influência na saúde pública.
Materiais e Sistemas Absorventes Sonoros