ACÚSTICA DA EDIFICAÇÃO

Disciplina ministrada ao IV semestre do curso de Engenharia Civil

Universidade do Estado de Mato Grosso Campus Sinop/MT

Profa. Dr.-Ing. Erika Borges

PROPAGAÇÃO DO SOM

Distribuição da energia sonora com a distância.

Fonte: (Brüel & Kjær, 2001)

PROPAGAÇÃO DO SOM

𝐼 =𝑊

4π𝑟2=

𝑝2

ρ.𝑐

I = Intensidade sonora [W/m2]

W = Potência sonora [W]

p = Pressão sonora [Pa = N/m2]

r = distancia da fonte sonora[m]

ρ = Densidade do ar [W/m3]

c = Velocidade do som [m/s]

PROPAGAÇÃO DO SOM EM CAMPO ABERTOEm campo aberto, a pressão sonora reduz em 6 dBa cada dobro da distância.

Lp Nível de pressão sonoraR Distância

Fonte: Brüel & Kjær (2001)

PROPAGAÇÃO DO SOM EM CAMPO ABERTOEm campo aberto, a pressão sonora reduz em 6 dBa cada dobro da distância.

Re

du

ção

do

nív

el

son

oro

Distância (m)

Fonte: Brüel & Kjær (2001)

PROPAGAÇÃO DO SOM

No caso de ondas acústicas num fluido como o ar ou a água, a velocidade (𝑐) é dada por,

Sendo 𝜌 a densidade do meio em equilíbrio e 𝐵 o módulo de compressibilidade

𝑐 =𝐵

𝜌

PROPAGAÇÃO DO SOM

Sendo 𝛾 a constante dependente da espécie do gás,que para moléculas diatômicas como O2 e N2, tem ovalor de 1,4. A constante (R) é a constante dos gasesideais, equivalente a 8,314 J/mol.K e (M) é a massamolar do gás, que no caso do ar, 1 mol de ar equivale aM = 29x10-3 Kg/mol. (T) é a temperatura absoluta dogás.

T = tc + 273 (temperatura Celsius tc )

𝑐 =𝐵

𝜌=

𝛾𝑅𝑇

𝑀=

1,4 . 8,314 . 293

0,029= 342,9 𝑚 𝑠 ≅ 343 𝑚 𝑠

PROPAGAÇÃO DO SOM

c = 331 + 0,6 . tc

velocidade do som (c) no ar (com aprox. 20° C)

c = 343 m/s

λ = Comprimento de onda [m]

𝑓 = Frequência [Hz]

c = Velocidade do som [m/s]

λ =𝑐𝑓

PROPAGAÇÃO DO SOM

m/s

Ar a 20°C 343 Cobre 3500

Ar a 0°C 331 Alvenaria 3600

Água 1450 Concreto 4000

Cortiça 500 Aço 5000

Aluminio 5100 Vidro 5200

Carvalho na direção das fibras 3380 Borracha 40

PROPAGAÇÃO DO SOMFrequência Comprimento de

onda

20 kHz 1,7 cm

10 kHz 3,4 cm

1 kHz 34 cm

100 Hz 3,4 m

20 Hz 17m

PROPAGAÇÃO DO SOMPressão atmosférica 101 325 Pa (1 atm)

Limiar da audição 20 Pa

Limiar da dor 100 Pa

A intensidade é

proporcional ao

quadrado da média

de variação de

pressão do ar em

um determinado

ponto .

Pressão sonoro pelo

tempo

Pressão atmosferica

101 325 Pa

tempo

pressão

PROPAGAÇÃO DO SOMNível de uma grandeza física é definido como o

logarítimo decimal da razão entre os valores

medidos e um valor de referencia dessa

grandeza, expressa em Bel (Alexander Graham

Bell).

Bel é uma escala logarítmica que melhor

aproxima da percepção do aparelho auditivo as

flutuações da pressão e da intensidade sonoras.

LG = logGG0

(Bel) LG = 10 logGG0

(decibel)

PROPAGAÇÃO DO SOM

LI = 10 logII0

I0 = 10-12 W/m2

Lp =10 logp2

p02 = 20 log

pp0

p0 = 20 Pa = 20 x 10-6 Pa

Lw = 10 logww0

W0 = 10-12 W

PROPAGAÇÃO DO SOM𝑁𝑃𝑆 = 20 logp

p0

p = 1 Pa

20 log 1

2 x 10−5= 20 log (50 000) = 94 dB

p = 100 Pa

20 log 100

2 x 10−5= 20 log (50 x 105) = 134 dB

PROPAGAÇÃO DO SOMAdição de N níveis sonoros iguais:

𝐿𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐿1+ 10 log N [dB]

Fonte: (Brüel & Kjær, 2001)

PROPAGAÇÃO DO SOM

Fonte: (Brüel & Kjær, 2001)

Aumento do

nível sonoro:Número de fontes sonoras

equivalentes:

PROPAGAÇÃO DO SOMAdição de diferentes níveis sonoros :

𝐿𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 10 log (10𝐿1

10 + 10𝐿2

10 +... + 10𝐿𝑛

10 ) [dB]

55 dB

51 dB

56,4 dB

PROPAGAÇÃO DO SOM

O nível de pressão sonora Lp se espalha para

todos os lados igualmente com uma potência

sonora Lw conforme a expressão:

Lp = Lw – 20 log r/r0 - 11 [dB] (propagação esférica)

Lp = Lw – 20 log r/r0 - 8 [dB] (propagação semi-esférica)

(Brüel & Kjær, 2001)

r = distância [m]

r0 = 1 m

Lp

LW

r

PROPAGAÇÃO DO SOM

LWDiminuição da pressão sonora com o aumento da distância à fonte para

uma fonte pontual.

LW

(r = 5 m)

Lp = Lw – 20 log r - 8 [dB]

Lp = 75 – 20 log (5) - 8

Lp = 75 – 20 log (0,69) - 8

Lp = 53,02 ≈ 53 dB

(r = 1 m)

Lp = Lw – 20 log r - 8 [dB]

Lp = 75 – 20 log (1) - 8

Lp = 75 – 20 (0) - 8

Lp = 75 – 8 = 67 dB

Um máquina em uma indústria tem Lw = 75 dB(A).

Qual o nível de pressão sonora (Lp ) incidindo em um

trabalhador a uma distância de 5 metros do

equipamento? (r0 = 1 m)

Com o dobro da

distância a redução é

de apenas 3 dB!

Com uma fonte sonora linear (rua) a expressão

é dado por:

Lp = Lw - 10 log r/r0 – 5 [dB]

r = distância [m] r0 = 1 m

(Brüel & Kjær, 2001)

(r = 8 m)

Lp = Lw – 10 log r - 5 [dB]

Lp = Lw – 10 log (8) - 5

Lp = 95 – 10 (0,9) - 5

Lp = 95 – 9 - 5

Lp = 80,9 ≈ 81 dB

(r = 1 m)

Lp = Lw – 10 log r - 5 [dB]

Lp = Lw – 10 log (1) - 5

Lp = 95 – 10 (0) - 5

Lp = 95 - 5

Lp = 90 dB

Uma avenida tem Lw = 95 dB(A). Qual o nível de

pressão sonora (Lp) a 8 metros de distância do eixo

da via? (r0 = 1 m)

BibliografiaASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS . NBR 12179: tratamento acústico em recintos fechados. Rio de Janeiro, 1992. 9 p.

SILVA, Pérides. Acústica arquitetônica. 4.ed. Belo Horizonte: EDTAL, 2002.

BRÜEL & KJAER. Measurements in Building Acoustics. Naerum: Brüel & Kjaer, 1988.

BISTAFA, Sylvio R. Acústica Aplicada ao Controle de Ruído. 1. ed. São Paulo: Edgar Blücher, 2006.

Tratamentos acústicos:

• Isolamento acústico

• Condicionamento

acústico

Bibliografia:ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS . NBR 12179: TRATAMENTO ACÚSTICO EM RECINTOSFECHADOS. RIO DE JANEIRO, 1992. 9 P.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10151: ACÚSTICA AVALIAÇÃO DE RUÍDO EM ÁREASHABITADAS, VISANDO O CONFORTO DA COMUNIDADE PROCEDIMENTO. RIO DE JANEIRO: ABNT, 1999.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10152: NÍVEIS DE RUÍDO PARA CONFORTO ACÚSTICO. RIO DE JANEIRO: ABNT, 1987.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15575: EDIFICAÇÕES HABITACIONAIS DESEMPENHO. RIO DE JANEIRO: ABNT, 2013.

SILVA, PÉRIDES. ACÚSTICA ARQUITETÔNICA. 4.ED. BELO HORIZONTE: EDTAL, 2002.

BRÜEL & KJAER. MEASUREMENTS IN BUILDING ACOUSTICS. NAERUM: BRÜEL & KJAER, 1988.

BISTAFA, SYLVIO R. ACÚSTICA APLICADA AO CONTROLE DE RUÍDO. 2. ED. SÃO PAULO: EDGAR BLÜCHER,2011.ISBN 978-85-212-0581-4

GERGES, SAMIR N. Y. RUÍDO: FUNDAMENTOS E CONTROLE. 2. ED. FLORIANÓPOLIS: NR EDITORA, 2000. ISBN 85-87550-02-0

SOUZA, L. C. L.; GUEDES, M.; BRAGANÇA, L. BE-A-BÁ DA ACÚSTICA ARQUITETÔNICA. EDUFSCAR, 2007. ISBN: 8576000733