avaliação acústica de salas de aula em escolas - O GVA

Transcrição

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
CENTRO TECNOLÓGICO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO - VIBRAÇÕES E ACÚSTICA
MARLENNE GIOVANNA URÍA TORO
AVALIAÇÃO ACÚSTICA DE SALAS DE AULA EM
ESCOLAS PÚBLICAS NA CIDADE DE BELÉM-PA:
UMA PROPOSIÇÃO DE PROJETO ACÚSTICO
Belém – Pará – Brasil
Outubro 2005
ESCOLAS PÚBLICAS NA CIDADE DE BELÉM-PARÁ:
Dissertação apresentada à Universidade
Federal do Pará como requisito para
obtenção de Grau de Mestre em Engenharia
Mecânica
Orientador: Prof. Newton Sure Soeiro, Dr. Eng.
Belém – Pará – Brasil
Outubro 2005
ESCOLAS PÚBLICAS NA CIDADE DE BELÉM-PA:
Dissertação submetida à Banca examinadora
para a obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Mecânica na Área de Vibrações e
Acústica
Belém-Pará, 31 de outubro de 2005
BANCA EXAMINADORA
_____________________________________
Orientador Prof. Newton Sure Soeiro, Dr. Eng.
Universidade Federal do Pará
_____________________________________
Prof. Samir Nagi Yousri Gerges , PhD. .
Universidade Federal de Santa Catarina
_____________________________________
Prof. Gustavo da Silva Vieira de Melo Dr. Eng.
Universidade Federal do Pará
Dedicatória
A Deus,
pela FÉ, que nos permite arriscar tudo por um sonho
e fazer do hoje um fundamento de amanhã.
A minha irmã Maricely,
que fez possível cumprir esta meta em minha vida........e
por ensinar-me que “Nada é Impossível”.
A meus Pais Mario e Celinda,
por dar-me sempre o exemplo de Profissionalismo,
Amor, Sacrifício e Entrega,.....os Amo.
A minha Irmã Rosário,
por ser um Exemplo constante.
A meus sobrinhos,
por seu amor e por entender as limitações do tempo.
Agradecimentos
À CAPES, pelo apoio financeiro.
À Universidade Federal do Pará - UFPA.
Ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.
A cada um dos membros do Grupo de Vibrações e Acústica meu eterno agradecimento, de
forma especial a meus amigos com os quais compartilhei cada minuto deste objetivo, muito
obrigada Rubenildo, Sérgio, Aviz, Reginaldo, Alexandre, Alan e Diana.
Ao Professor Newton, pela oportunidade, orientação e por ser sempre um Exemplo de Trabalho.
Ao professor Gustavo pela ajuda incondicional e o apoio em muitos momentos.
A meus amigos “reais” que se converteram “virtuais” para dar-me força.
A Heliana por sua amizade e pela ajuda incondicional em todo momento.
U76a URÍA, Marlenne
Avaliação Acústica de Salas de Aula em Escolas Públicas
na cidade de Belém-Pa/Marlenne Uría;Orientador, Newton
Sure Soeiro.– Belém, 2005.
Dissertação (Mestrado) –Programa de Pós-graduação em
Engenharia Mecânica. Universidade Federal do Pará. 2005.
1. Acústica de Salas .2 . I. Título.
CDD:
VI
Sumário
LISTA DE FIGURAS
LISTA DE TABELAS
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
LISTA DE SÍMBOLOS
RESUMO
ABSTRACT
IX
XII
XIV
XV
XVI
XVII
CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO
1.1 INTRODUÇÃO GERAL
1.2 HISTÓRICO
1.3 IMPORTÂNCIA DO AMBIENTE ESCOLAR
1.4 JUSTIFICATIVA E MOTIVAÇÃO DO TEMA
1.5 OBJETIVOS
1.5.1 Objetivo Geral
1.5.2 Objetivos Específicos
1.6 METODOLOGIA DO PROJETO
1.7 ESTRUTURA DO TRABALHO
18
18
19
21
23
24
24
24
24
25
CAPÍTULO II – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
27
CAPÍTULO III – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
3.1 DEFINIÇÕES PRÉVIAS
3.2 NÍVEL DE PRESSÃO SONORA
3.2.1 Campo Direto
3.2.2 Campo Reverberante
3.2.3 Medição
3.2.4 Legislação
3.3 RUÍDO DE FUNDO
3.3.1 Curvas NC
3.3.2 Legislação
3.4 TEMPO DE REVERBERAÇÃO
3.4.1 Valores Recomendados de Tempo de Reverberação
3.4.2 Cálculo de Tempo de Reverberação
3.5 INTELIGIBILIDADE DA FALA
3.5.1 Características da Mensagem Oral
3.5.2 Grau da Inteligibilidade da Fala
3.5.3 Diretividade da Voz Humana
3.5.4 Cálculo da Inteligibilidade da Fala
3.5.4.1 Métodos Subjetivos
3.5.4.2 Formulação Matemática
3.5.5 Relação entre Tempo de Reverberação e Inteligibilidade
da Fala
3.6 RELAÇÃO SINAL/RUÍDO
32
32
35
35
36
36
37
37
38
39
41
41
41
46
46
47
47
48
48
49
50
51
VII
CAPÍTULO IV – COLETA DE DADOS E ANÁLISE EXPERIMENTAL
4.1 CARACTERIZAÇÃO DAS SALAS DE AULA
4.1.1 Procedimento Experimental
4.1.2 Equipamentos
4.1.3 Metodologia de Medição
4.1.4 Condições de Medição
4.1.5 Procedimento Analítico
4.2 ESCOLA ESTADUAL PAES DE CARVALHO
4.2.1.1 Medição de Nível de Pressão Sonora
4.2.1.2 Medição de Ruído de Fundo
4.2.1.3 Avaliação de Curvas NC
4.2.1.4 Medição para Estabelecimento da Relação Sinal/Ruído
a) Cálculo do Tempo de Reverberação com Uso do Excel
b) Cálculo da Inteligibilidade
Método Subjetivo
Formulação Matemática (%ALC)
4.2.2.3 Análises das Proporções da Sala
4.2.2.4 Modos e Densidade Modal
4.3 ESCOLA VISCONDE DE SOUZA FRANCO
4.4 ESCOLA ESTADUAL AUGUSTO MEIRA
4.5 ESCOLA MUNICIPAL BENVINDA DE FRANÇA MESSIAS
4.6 LICEU-ESCOLA
4.7 ESCOLA SILVIO NASCIMENTO
4.8 CONSIDERAÇÕES FINAIS
53
54
54
55
56
58
59
60
69
69
69
72
73
75
75
77
77
81
84
86
90
90
104
114
114
126
CAPÍTULO V – MODELAGEM ACÚSTICA – RAYNOISE - ESTUDO DE
CASO
5.1 INTRODUÇÃO
5.2 O SOFTWARE RAYNOISE
5.2.1 Método da Fonte Imagem Especular (Mirror Image Source
Method-MISM}
5.2.2 Método de Traçado de Raios (Ray Tracing Method – RTM)
5.2.3 Métodos Híbridos
5.2.3.1 Método dos Raios Cônicos (CBM)
5.3.3.2 Método dos Raios Triangulares (TBM)
5.3 SALA ESTUDADA
5.4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
5.4.1 Medição de Ruído de Fundo
5.4.2 Determinação dos Níveis de Pressão Sonora na Sala
5.4.3 Determinação dos Níveis de Potência Sonora da Fonte
(NWS)
5.4.4 Medição do Tempo de Reverberação na Sala
5.5 PROCEDIMENTO DE MODELAGEM DA SALA
5.5.1 Curva de Propagação Sonora
129
129
130
131
132
133
133
136
136
137
137
137
138
140
141
141
VIII
5.5.2 Resultados da Simulação Numérica e Analítica da Sala
5.5.3 Calibração dos Modelos da Sala
5.6 COMENTÁRIOS FINAIS
CAPÍTULO VI – PROPOSTA ACÚSTICO-ARQUITETÔNICA DE UM
AMBIENTE ESCOLAR MODELO
6.1 PRESUPOSTOS BASICOS DE UM AMBIENTE PEDAGOGICO
6.2 PROPOSTA DA SALA DE AULA MODELO
6.2.1 Fatores Arquitetonicos
6.2.2 Fatores Acústicos
6.3 ANÁLISE ACUSTICA DA SALA DE AULA PROPOSTA
6.4 MODELO DIFUSO x RAYNOISE
CAPÍTULO VII – CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
7.1 CONCLUSÃO
7.2 RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA
141
143
146
148
148
150
151
155
156
161
162
167
167
170
171
174
IX
Lista de Figuras
CAPÍTULO III
Figura 3.1
Esquema da divisão do som ao encontrar um obstáculo
Figura 3.2
Curvas de Critério de Ruído NC
Figura 3.3
Tempos de reverberação recomendados
Figura 3.4
Obtenção do %ALCons a partir de RT e de LD-LR
CAPÍTULO IV
Figura 4.1
Medidor de Nível de Pressão Sonora
Figura 4.2
Calibrador
Figura 4.3
Posicionamento da Escola Estadual Paes de Carvalho na Região
Metropolitana de Belém-PA
Figura 4.4
Planta Geral da Escola Paes de Carvalho
Figura 4.5
Planta Acústica da Sala 15
Figura 4.6
Planta Baixa da Sala 15
Figura 4.7
Figura 4.8
Figura 4.9
Planta Acústica Sala 18
Figura 4.10 Planta Baixa da Sala 18
Figura 4.11 Valores obtidos de Nível de Pressão Sonora em cada Sala
Figura 4.12 Níveis de Ruído de Fundo para as três Salas
Figura 4.13 Espectro em Banda de Oitava para a Sala 15
Figura 4.16 Determinação da Curva NC para as Salas de Aula
Figura 4.17 Esquema de medição para Quantificação da Relação Sinal/Ruído
Figura 4.18 Parâmetros para a Determinação da Relação Sinal Ruído
Figura 4.19 Planilha de Cálculo do Tempo de Reverberação Sala 15
Figura 4.20 Percentagem de Acertos por Posição Sala 15
Figura 4.23 Perda de articulação de consoantes (%ALC)
Figura 4.24 Proporções das Salas 15, 16,18 da Escola Estadual Paes de Carvalho
Figura 4.25 Modos da Sala 15
Figura 4.28 Posicionamento da Escola Estadual Visconde de Souza Franco na
Região
Figura 4.29 Planta Geral da Escola Visconde Souza Franco
Figura 4.30 Planta Acústica da Sala 12 da escola Visconde de Souza Franco
Figura 4.31 Planta Baixa da Sala 12 da Escola Visconde de Souza Franco
Figura 4.32 Planta Acústica da Sala 24 da Escola Visconde de Souza Franco
Figura 4.33 Planta Baixa da Sala 24 da Escola Visconde de Souza Franco
34
39
42
50
56
56
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
71
71
72
73
73
76
79
80
81
83
85
87
87
88
91
92
93
94
95
96
X
Figura 4.34
Figura 4.35
Figura 4.36
Figura 4.37
Figura 4.38
Figura 4.39
Figura 4.40
Figura 4.41
Figura 4.42
Figura 4.43
Figura 4.44
Figura 4.45
Figura 4.46
Figura 4.47
Figura 4.48
Figura 4.49
Figura 4.50
Figura 4.51
Figura 4.52
Figura 4.53
Figura 4.54
Figura 4.55
Posicionamento da Escola Estadual Augusto Meira na Região
Planta Geral da Escola Estadual Augusto Meira
Planta Acústica da Sala de Aula A1B
Planta Baixa da Sala de Aula A1B
Planta Acústica da Sala de Aula A2G
Planta Baixa da Sala de Aula A2G
Posicionamento da Escola Municipal Benvinda de França Messias na
Região Metropolitana de Belém-PA
Planta Geral da Escola Municipal Benvinda de França Messias
Posicionamento do Liceu-Escola na Região Metropolitana de BelémPA
Planta Geral do Liceu-Escola
Planta Acústica da Sala Tipo “N” do Liceu-Escola
Planta Baixa da Sala “N” do Liceu-Escola
Posicionamento da Escola Municipal Silvio Nascimento na Região
Planta Geral da Escola Municipal Silvio Nascimento
Planta Acústica da Sala “D” da Escola Silvio Nascimento
Planta Baixa da Sala “D” da Escola Silvio Nascimento
CAPÍTULO V
Figura 5.1
Trajetos de Reflexão de Primeira Ordem em Salas Retangulares
Figura 5.2
Fonte Imagem de Terceira Ordem S124
Figura 5.3
Teste de Visibilidade: Receptor R1 visível a F1 e R1’ não visível a F1
Figura 5.4
Feixe de Raios Cônicos e uma Fonte Imagem Visível
Figura 5.5
Sobreposição dos Cones e a Compensação Feita pela Ponderação
Máxima no Centro e Mínima nas Bordas
Figura 5.6
Fenômeno de Estreitamento de Raio
Figura 5.7
Receptor 1, Relativo à Fonte Imagem Falsa e Receptor 2, Relativo à
Fonte imagem Perdida
Figura 5.8
Vista em Perspectiva da Sala Objeto de Estudo
Figura 5.9
Esquema para Medição dos Níveis de Pressão Sonora
Figura 5.10 Posicionamento da Fonte Sonora e dos Pontos de Medição de NPS para
Determinação da Potência Sonora
Figura 5.11 Curva de Propagação Sonora Experimental, Numérica e Analítica
Figura 5.12 Curvas de Propagação Sonora Experimental, Numérica e Analítica,
para os Modelos Calibrados
Figura 5.13 Comparação dos Níveis de Pressão Sonora para os dois Modelos
98
99
100
101
102
103
106
107
108
109
110
111
112
113
117
118
119
120
122
123
124
125
131
132
132
134
134
135
135
136
138
139
144
145
147
XI
CAPÍTULO VI
Figura 6.1
Elementos do Edifício Escolar Proposto pela SEDUC.
Figura 6.2
Diagrama de Bolt-Bereanek-Newmann para a Sala de Aula-SEDUC
Figura 6.3
Diagrama de Bolt-Bereanek-Newmann para a Sala Proposta
Figura 6.4
Forma da Sala de Aula Proposta
Figura 6.5
Raios Acústicos
Figura 6.6
Ventos em relação a Sala
Figura 6.7
Planta Geral do Bloco Básico Proposto
Figura 6.8
Modelo da Sala de Aula com Indicação da Fonte Sonora
Figura 6.9
Distribuição do Campo Acústico na Banda de 125 Hz
Figura 6.10 Distribuição do Campo Acústico na Banda de 250 Hz.
Figura 6.11 Distribuição do Campo Acústico na Banda de 500 Hz
Figura 6.13 Distribuição do Campo Acústico na Banda de 2000 Hz.
Figura 6.15 Curvas de Propagação Sonora Numérica e Analítica
Figura 6.16 Plantas de Distribuição e Seções da Proposta das Salas de Aula
Figura 6.17 Seções da Sala de Aula Proposta
Figura 6.18 Perspectivas das Salas de Aula
150
151
152
152
153
154
154
156
158
159
159
160
160
161
162
164
165
166
XII
Lista de Tabelas
CAPÍTULO III
Tabela 3.1
Nível de critério de Avaliação para Ambientes Externos em dB(A)
Tabela 3.2
Valores de Nível Sonoro para Conforto em dB(A)
Tabela 3.3
Legislações internacionais nos parâmetros de qualidade acústica em
Salas de Aula
Tabela 3.4
Níveis de Pressão Som para Conforto, segundo a NBR 10152
Tabela 3.5
Características mais relevantes da mensagem oral
Tabela 3.6
Relação Reverberação x Inteligibilidade
Tabela 3.7
Relação Sinal/Ruído x Inteligibilidade
CAPÍTULO IV
Tabela 4.1
Relação de Escolas eleitas para Avaliação Acústica
Tabela 4.2
Salas e Turnos avaliados em cada Escola
Tabela 4.3
Resultado das medições por Mapeamento
Tabela 4.4
Resultado das medições por Pontos
Tabela 4.5
Tempos de Reverberação por Banda de Oitava
Tabela 4.6
Listas de Palavras Monossilábicas Usadas no Teste de
Inteligibilidade
Tabela 4.7
Classificação da Inteligibilidade segundo Meyer (1998)
Tabela 4.8
Classificação da Inteligibilidade - Sala 15
Tabela 4.9
Tabela 4.10
Tabela 4.11
Tabela de Classificação da Inteligibilidade (%ALCons)
Tabela 4.12
Valores de %ALCons para as Salas de Aula
Tabela 4.13
Resumo dos Resultados dos Diferentes Parâmetros Avaliados Escola Estadual Paes de Carvalho
Tabela 4.14
Resumo dos Resultados dos Diferentes Parâmetros Avaliados Escola Visconde Souza Franco
Tabela 4.15
Resumo dos Resultados dos Diferentes Parâmetros Avaliados Escola Estadual Augusto Meira
Tabela 4.16
Resumo dos Resultados dos Diferentes Parâmetros Avaliados Escola Municipal Benvinda de França Messias
Tabela 4.17
Resumo dos Resultados dos Diferentes Parâmetros Avaliados Liceu- Escola
Tabela 4.18
Resumo dos Resultados dos Diferentes Parâmetros Avaliados Escola Silvio Nascimento
Tabela 4.19
Valores dos Diferentes Parâmetros Avaliados nas Escolas
37
37
38
40
46
51
52
53
55
57
57
75
77
78
78
79
80
81
83
89
97
104
114
121
126
127
XIII
CAPÍTULO V
Tabela 5.1. Resultado das Medições de Ruído de Fundo
Tabela 5.2. Níveis de Pressão Sonora Medidos no Interior da Sala
Tabela 5.3. Níveis de Pressão Sonora e de Potência Sonora – Fonte Onidirecional
Tabela 5.4. Valores de Tempo de Reverberação e de Coeficiente de Absorção
Médio
Tabela 5.5. Valores de Coeficiente de Absorção Sonoro
Tabela 5.6. Valores de αm ajustados para os modelos Numérico e Analítico
140
142
143
CAPÍTULO VI
Tabela 6.1. Relação de Material a ser Usado na Sala de Aula
Tabela 6.2. Valores dos Níveis de Potencia Sonora para a Voz do Professor
Tabela 6.3. Valores de Coeficiente de Absorção Sonora
Tabela 6.4. Tempo de Reverberação em Segundos
149
156
157
158
137
138
140
XIV
Lista de Abreviaturas e Siglas
NPSmax
Nível de Pressão Sonora Máximo
NPS
Nível de Pressão Sonora
NBR
Norma Brasileira Registrada
LAeq
Nível de Pressão Sonora equivalente
CONAMA
Conselho Nacional do Meio Ambiente
RF
Ruído de Fundo
NC
Curvas de Critério de Ruído
TR
Tempo de Reverberação
IDF
Índice de Discriminação de Fala
%ALC
Percentagem de Perda de Articulação de Consoantes
S/R
Sinal/Ruído
ASHA
American Speech Language – Hearing Association
ANSI
American National Standards Institute
MISM
Mirror Image Ssource Method (Método de Fonte Imagem especular)
RTM
Ray-Tracing Method ( Método de Raios Acústicos)
XV
Lista de Símbolos
A
Absorção de um recinto (sabines)
ATOT
Absorção total de um recinto (sabines)
%ALC
Percentagem de perda de articulação de consoantes (%)
α
Coeficiente de Absorção Sonora (%)
αm
Coeficiente médio de Absorção Sonora (%)
R
Constante de Sala (m2)
DC
Distância crítica (m)
r
Distância do ponto considerado a fonte sonora (m)
Q
Fator de Diretividade
Log
Logaritmo decimal
LD
Nível de Campo Direto (dB)
LR
Nível de Campo Reverberante (dB)
S/N
Relação Sinal/Ruído (dB)
S
Área de Superfície de um recinto (m2)
STOT
Área de Superfície Total de um Recinto (m2)
TR
Tempo de Reverberação (s)
V
Volume da Sala (m3)
XVI
RESUMO
Nas últimas décadas o ruído urbano tem sido a forma de poluição que atinge o maior
número de pessoas, sendo considerado como uma questão de saúde pública. Este fator ganha
destaque, quando se analisa o ambiente escolar em salas de aula construídas com qualidade
acústica inadequada. O problema ao parecer imperceptível, origina sérias implicações para o
aprendizado e o bem estar dos usuários. Desta forma, este trabalho propõe uma contribuição
significativa para a área de educação, através da análise de salas de aula de escolas estaduais e
municipais da cidade de Belém do Pará, sob um ponto de vista arquitetônico que engloba a
vertente acústica, a qual é, na maioria dos casos, simplesmente negligenciada, a fim de garantir as
condições necessárias para que estes ambientes possam desempenhar seu principal objetivo, a
saber, propiciar meios para um ótimo nível de aprendizagem. Para tal, foram avaliadas seis salas
de aula de escolas públicas, nas quais se efetuaram medições do Nível de Pressão Sonora, Ruído
de Fundo, estimativa do Tempo de Reverberação e Análise da Inteligibilidade da Fala. Por outro
lado, frente à comprovação da não adequação acústica das salas de aula pesquisadas, apresenta-se
uma nova proposta de projeto acústico arquitetônico para uma sala de aula modelo, que
contempla as considerações necessárias para garantir um desempenho acústico adequado, para a
qual foi realizada uma modelagem acústica através do método de análise denominado de acústica
de raios, utilizando o software comercial RAYNOISE, com o objetivo de comprovar a adequação
acústica da sala de aula modelo.
XVII
ABSTRACT
During the last decades, urban noise has become the kind of pollutant reaching the
greatest number of people, being considered as a matter of public health. Emphasis is given to
this problem when analyzing classrooms with inadequate acoustic characteristics. While seeming
to be an imperceptible problem, it poses serious difficulties to the learning process. Thus, the
present work represents a contribution to the educational area, through the analysis of public
schools’ classrooms in the city of Belém-PA, under an architectural point of view that takes into
account the acoustical aspects, which are, in most cases, simply neglected, in order to guarantee
the necessary conditions for these environments to reach their goal, i.e., to allow the development
of a high level learning process. Therefore, six public school classrooms were evaluated by
means of measurements of Sound Pressure Level, Background Noise Level, Reverberation Time
estimates and Speech Intelligibility analysis. On the other hand, facing the acoustical inadequacy
of the studied classrooms, a new proposal is presented for the project of future classrooms,
considering the acoustical characteristics as the main issue, based on ray tracing modeling using
the commercial software RAYNOISE, in order to prove the acoustical adequacy of the new
standard classroom being proposed.
18
Capítulo I. Introdução.
_________________________________________________________________________
CAPÍTULO I
INTRODUÇÃO
1.1 INTRODUÇÃO GERAL
O rápido crescimento das cidades, o inadequado uso e ocupação do solo causam uma
grande deterioração da qualidade de vida, tornando o ambiente urbano cada vez mais ruidoso
e insalubre.
Sabe-se que o ruído é um fator antigo que tem contribuído significativamente para a
poluição do ar, a tal ponto que, nas últimas décadas, o ruído urbano tem sido apontado como
uma das formas de poluição que atinge o maior número de pessoas, sendo considerado como
uma questão de saúde pública.
Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS) a poluição sonora é a terceira forma
de poluição, perdendo apenas para a poluição do ar e da água, que vem se agravando,
exigindo soluções que controlem seus efeitos no meio ambiente e a sadia qualidade de vida
dos cidadãos.
A saúde é um componente fundamental da qualidade de vida do homem, que se reflete
na sua capacidade produtiva. Um ambiente ruidoso dá lugar à fadiga, perda de concentração,
nervosismo, reações de estresse, ansiedade, falta de memória, baixa produtividade, cansaço,
irritação, problemas com as relações humanas, dificuldade na aprendizagem, etc. (WHO,
1999).
Este fator ganha destaque, quando se analisa o ambiente escolar em salas de aulas
construídas com a qualidade acústica inadequada. O problema a princípio é invisível, porém,
traz sérias implicações para o aprendizado e o bem estar dos usuários.
Nas atividades educacionais, a influência do ruído no aproveitamento escolar se vê
refletida na capacidade de atenção do indivíduo e reduz o rendimento no trabalho, tanto
intelectual quanto fisicamente.
19
_________________________________________________________________________
No caso de professores(as) os danos estão relacionados com problemas vocais, devido
ao esforço de melhorar o grau de inteligibilidade. Por isso, qualquer problema em sua
capacidade de transmissão do conhecimento ocasionará prejuízos para o(a) próprio(a)
professor(a) e também para os alunos que terão maiores dificuldades em absorver o que está
sendo proferido.
As edificações escolares devem, então, ser capazes de produzir condições propícias ao
desenvolvimento satisfatório das atividades de seus usuários, satisfazendo diferentes
necessidades ambientais, isto é: proteção frente às diferentes condições climáticas sejam elas
temperatura, vento ou umidade; garantia de qualidade acústica, proteção contra ruídos
intrusivos e inteligibilidade ótima da palavra; garantia de condições ideais de visão e
iluminação, natural ou artificial; proteção contra poluição e qualidade interna do ar;
estabilidade estrutural da edificação, salubridade, higiene, segurança e conforto, dentre outros.
Desta forma, surge o constante interesse dos especialistas nesta área de acústica em
obter soluções que controlem os efeitos sobre o meio ambiente e sobre os problemas acústicos
nas edificações, com a finalidade de estabelecer métodos de avaliação das condições
necessárias para um ambiente acusticamente adequado às atividades e ocupação do ser
humano.
Diante do acima exposto, este trabalho apresenta uma contribuição significativa para a
área de educação, através da análise de salas de aula de escolas estaduais do Pará, sob um
ponto de vista arquitetônico que engloba a avaliação acústica, a qual é, na maioria dos casos,
simplesmente negligenciada, a fim de garantir as condições necessárias para que estes
ambientes possam desempenhar seu principal objetivo, a saber, propiciar meios para um
ótimo nível de aprendizagem.
1.2 HISTÓRICO (Segundo CARRION, 2001)
A primeira referência escrita onde se conjugam critérios acústicos e arquitetônicos
corresponde ao romano Vitruvio no século I aC. Em sua opinião, a geometria dos teatros
gregos (em forma de leque) e dos romanos (a clássica areia) estava baseada em uma
20
_________________________________________________________________________
definição prévia da acústica, mas adequada em cada caso; no entanto, até finais do século
XIX, a acústica era considerada uma ciência inexata.
Em todas as épocas se construíram salas, com melhor ou pior acústica. O certo é que
na maioria dos casos, somente aquelas consideradas como excelentes resistiram ao transcurso
dos anos. Por outro lado, deve-se ter em conta que os êxitos nos projetos do ponto de vista
acústico foram uma combinação de intuição e experiência, embora o principal ingrediente
tenha sido a boa sorte: sorte na definição das formas e sorte na eleição dos materiais
construtivos.
Caberia perguntar até que ponto os arquitetos projetavam, conscientemente, os
edifícios de acordo com as necessidades específicas acústico-musicais, para lograr uma
perfeita conjunção entre forma e função. A evolução da arquitetura da igreja protestante
constitui um bom exemplo do efeito das exigências acústicas sobre o volume da sala. Quando
o sermão se converteu em um elemento primordial do serviço, o volume da igreja de nova
construção foi reduzido, conseguindo assim uma melhor compreensão da palavra como
conseqüência da diminuição da reverberação.
Ao final do século XIX, e concretamente em 1877, o físico inglês Lord Rayleigh
publicou um tratado com o título de Theory of Sound (Teoria do Som) que continha os
fundamentos teóricos desta ciência e que ainda hoje é usada como referência.
Não deixa de ser curioso que em uma época caracterizada por descobrimentos
revolucionários em campos como da física atômica, o progresso da acústica, que pretende
explicar um fenômeno tão cotidiano como o comportamento do som em um recinto, fosse tão
lento. Com certeza, o motivo principal não era outro senão a falta de equipamento eletrônico
para fazer as medições objetivas. O único sistema disponível era o ouvido humano, mas sua
rápida adaptação a qualquer tipo de recinto com independência de seu comportamento
acústico impossibilitava seu uso como instrumento de medida.
Em 1895 Wallace Clement Sabine começou seu trabalho pioneiro encaminhado na
aplicação da acústica na arquitetura e em 1898, durante o estudo acústico da nova Boston
Music Hall, descobriu que a reverberação de um recinto é inversamente proporcional à
21
_________________________________________________________________________
quantidade da absorção sonora do mesmo. Havia nascido a célebre equação de reverberação
de Sabine, utilizada universalmente até nos dias atuais como parâmetro primordial para a
caracterização acústica de uma sala.
A acústica se consolida como uma nova ciência a partir dos anos 80, com
posterioridade à prematura morte de Sabine, em 1919, fundamentalmente pelo
desenvolvimento da tecnologia de microfones, amplificadores a válvulas e sua utilização
como ferramenta habitual nos trabalhos de campo. Posteriormente, com a evolução dos
equipamentos eletrônicos de medição, tem sido possível relacionar uma série de parâmetros
subjetivos tais como: inteligibilidade da palavra, clareza musical, reverberação, envolvimento
espacial do som ou intimidade acústica com outros parâmetros objetivos obtidos diretamente
a partir das medições “in situ”.
A utilização de programas de simulação acústica, no início da década de 80, foi um
salto qualitativo importante na melhoria das previsões efetuadas em relação aos resultados
finais com o recinto construído. Tais previsões consistiam em um cálculo estimativo dos
parâmetros acústicos mais representativos do recinto e foram considerados como um notável
avanço em relação a tempo e custo, com respeito ao uso exclusivo de maquetes que permitiam
estudar também o comportamento das ondas sonoras em seu interior.
Como complemento a ambos os sistemas aparecem, já na década dos anos 90, os
denominados sistemas de criação de som virtual, que permitem a realização de “auralização”,
processo através do qual é possível realizar uma escuta, em qualquer ponto de um recinto, de
uma mensagem oral ou uma passagem musical, com a particularidade de que isto se leva a
cabo de forma virtual (antes de que tal recinto seja construído ou remodelado).
1.3 IMPORTÂNCIA DO AMBIENTE ESCOLAR
O espaço escolar é o espaço onde o aluno desenvolve a maior parte de sua atividade,
portanto, se devem adaptar as condições que determinam a idéia de educação que se pretende
desenvolver.
22
_________________________________________________________________________
Por outro lado, a organização de espaço se apresenta como um problema didático
fundamental, já que contribui para definir a situação de ensino-aprendizagem e a eficácia da
transmissão instrutiva.
Os objetivos que se perseguem em um nível educativo, as condicionantes
arquitetônicas, as características dos alunos, incluindo a metodologia que se utiliza, servem
para definir como deve ser o espaço escolar. Por isso, a concepção das instituições de
educação deve ser uma obra em equipe dos membros do corpo docente, alunos, arquitetos,
construtores, sociólogos, pais e representantes da administração.
Só a atuação conjunta de todos os elementos implicados no processo permitirá atender,
nas melhores condições, a totalidade do que é o aluno, e articular adequadamente os meios
materiais para que a ação educativa resulte a mais eficaz possível.
O espaço fica assim definido por diferentes profissionais que atuam em níveis
distintos, onde as conseqüências para o educando são facilmente reconhecidas.
No caso da Arquitetura a configuração do espaço é decisiva, concebida como a
disposição de construções para o uso e ambientação da pessoa segundo a finalidade
determinada.
No século XX, a concepção social com relação à escola varia e se perfilam maiores e
específicas exigências para o edifício escolar. Assim, os higienistas (1880 a 1912
aproximadamente), buscando o meio físico ideal, marcam as condições adequadas de
iluminação, ventilação, condições acústicas etc. No entanto, as concepções pedagógicas da
nova escola manifestam a necessidade de uma maior adaptabilidade dos edifícios a sua função
e incorporar orientações às escolas que lhes permitam deixar de ser o meio inerte no qual se
desenvolve o ensino.
Paralelamente, surgem novas concepções que consideram a escola como um centro de
comunicação interna e de relações com o exterior, buscando combinar adequadamente a
abertura de espaços e uma certa atmosfera de intimidade. A estas novas soluções se juntam
preocupações pela segurança, a estética, e a relação com o entorno físico.
23
_________________________________________________________________________
O projeto dos edifícios escolares não está ausente na preocupação pelas divisões do
espaço e sua localização. A distribuição interna atende a necessidade de acessos curtos às
diferentes salas, evitar a existência de corredores de muito trânsito junto a lugares de trabalho,
assegurar a iluminação e ventilação naturais, orientação com respeito às zonas verdes, zonas
silenciosas e ruidosas e uma dosagem adequada dos serviços higiênicos.
Nas zonas externas podem-se incluir as zonas verdes e a zona para jogos esportivos e,
para lograr condições acústicas, se busca evitar os ruídos exteriores mediante o isolamento
natural (orientação do edifício e distribuição de espaços) ou pela incorporação de
revestimentos em obra (fibra de vidro e cortiça).
1.4 JUSTIFICATIVA E MOTIVAÇÃO DO TEMA
O campo da acústica como muitos outros campos da ciência é extremamente amplo,
abrangendo disciplinas tão diversas como a acústica ambiental, a acústica musical, a psicoacústica e a acústica arquitetônica, entre outras.
É no campo da acústica arquitetônica que este trabalho encontra sua principal
motivação, tal que os conceitos e fundamentos desta disciplina são usados para a avaliação de
espaços escolares e a proposição e desenvolvimento de um projeto acústico arquitetônico na
área de educação, por ser o espaço escolar muito importante para o processo de ensinoaprendizagem. Por outro lado, a melhoria da acústica da sala de aula torna possível atender
também aos problemas na área da saúde, tal que possa ser evitado o dano das cordas vocais
dos professores, devido ao esforço feito no sentido de aumentar a inteligibilidade da fala nas
salas de aula, ao mesmo tempo em que se elimina a fadiga, o cansaço e o estresse dos alunos,
que são problemas que afetam a maioria da população estudantil das escolas em diferentes
cidades do Brasil e do mundo.
Em Belém, como na maioria das cidades, os projetos naquele setor ainda não
contemplam soluções acústico-arquitetônicas que permitam garantir melhorias em nível de
aprendizagem escolar.
Tais condicionantes geram uma necessidade de estabelecer, além das diretrizes e
regulamentos, uma solução global que em todos os aspectos permitam melhorar qualitativa e
24
_________________________________________________________________________
quantitativamente as condições para garantir um adequado conforto acústico em nível de
ambiente escolar.
1.5 OBJETIVOS
1.5.1 Objetivo Geral
O objetivo geral deste trabalho é produzir uma contribuição ao projeto acústico
arquitetônico de edificações escolares públicas, que permita melhorar as condições atuais em
que se desenvolvem as escolas nesta cidade, no que diz respeito à melhoria do processo
ensino-aprendizagem através da adequação da inteligibilidade da fala nas salas de aula.
1.5.2 Objetivos Específicos
•
Realizar um diagnóstico das condições acústicas de salas de aulas, localizadas em
escolas da região metropolitana do município de Belém-PA, a partir da quantificação
dos seguintes parâmetros acústicos: Ruído de Fundo, Nível de Pressão Sonora, Tempo
de Reverberação e Inteligibilidade da Fala.
•
Propor uma nova concepção de sala de aula, que atenda às necessidades de conforto
acústico necessário ao processo de ensino-aprendizagem, comprovando sua eficiência
a partir da análise da acústica geométrica.
1.6 METODOLOGIA DO PROJETO
A primeira etapa deste trabalho diz respeito à revisão bibliográfica, que tem o objetivo
de verificar as legislações, as normas e os trabalhos já desenvolvidos sobre o assunto objeto
deste trabalho. Com base nesta revisão, foram definidos os parâmetros acústicos e as
considerações que permitem ser tomadas como base para uma ótima realização do projeto.
Na segunda etapa foi realizado o trabalho de campo, onde, primeiramente, os esforços
desenvolvidos foram direcionados para a caracterização acústica dos ambientes pesquisados,
ou seja, a determinação do Ruído de Fundo, Nível de Pressão Sonora, Tempo de
Reverberação e Inteligibilidade da Fala, todos para as salas vazias e ocupadas.
25
_________________________________________________________________________
Posteriormente, foi feita uma avaliação ambiental no que diz respeito à posição da sala
de aula no prédio, relacionando-a ao ruído de fundo originado pela proximidade às fachadas,
no caso em que a sala se encontra próxima a avenidas, áreas de circulação, salas adjacentes,
atividades esportivas e recreativas. Finalmente, observou-se em cada uma das salas o volume,
número de cadeiras, as reflexões das paredes, pisos e tetos, bem como o dimensionamento das
janelas, tal que estas informações possam servir para a posterior definição de uma melhor
qualidade acústica na concepção e elaboração de um novo projeto arquitetônico.
Em seguida, a partir da acústica geométrica, foram feitas simulações com o software
RAYNOISE, para uma melhor visualização do comportamento das Salas de Aula, permitindo
a formulação de uma proposta acústico-arquitetônica adequada para as mesmas.
Como última etapa, foi feita uma análise dos resultados da pesquisa para a elaboração
de uma proposta de projeto arquitetônico que contemple todas as considerações arquitetônicas
como funcionalidade, boas condições de iluminação e ventilação, proporcionalidade e de
conforto acústico que estas salas de aulas requerem.
1.7 ESTRUTURA DO TRABALHO
O trabalho consta de seis capítulos, onde o Capítulo I abrange um histórico que
apresenta as características acústico-arquitetônicas relacionadas ao ambiente escolar ao longo
do tempo. Em seguida, apresenta a justificativa e motivação do tema, os objetivos, a
metodologia, e a estrutura do trabalho.
No Capítulo II apresenta-se a Revisão Bibliográfica, em ordem cronológica dos
artigos, livros e normas referentes às salas de aulas e ao estudo das condições em que estas se
desenvolvem, no que diz respeito às características acústicas necessárias.
O Capítulo III apresenta a fundamentação teórica que dá suporte ao desenvolvimento
da dissertação, destacando os aspectos acústico-arquitetônicos mais importantes para
caracterizar qualitativa e quantitativamente o desempenho de um ambiente construído de
forma geral e, posteriormente, direcionando para os ambientes escolares, destacando, por
exemplo, os parâmetros: tempo de reverberação, inteligibilidade da fala, etc.
26
_________________________________________________________________________
O Capítulo IV, destinado à coleta de dados e análise experimental, apresenta uma
descrição dos procedimentos experimentais que foram usados para a caracterização acústicoarquitetônica dos ambientes construídos, bem como as normas técnicas relacionadas e os
equipamentos usados com esta finalidade. Mostra, ainda, a delimitação do grupo de escolas
que foram estudadas para a caracterização do estágio atual do problema acústicoarquitetônico, sendo esta a população com que se procedeu ao levantamento experimental.
No Capítulo V apresenta-se a modelagem acústica de salas de aula no programa
RAYNOISE para mostrar o desempenho deste com a finalidade de comparar os resultados
com aqueles registrados pelos procedimentos experimentais, validando assim o procedimento
numérico.
O Capítulo VI apresenta uma proposta de projeto acústico-arquitetônico de um
ambiente escolar, fazendo uma descrição do mesmo, inclusive com a utilização de esquemas,
desenhos, etc., permitindo assim uma boa visualização e compreensão do mesmo.
Finalmente, no Capítulo VII, apresentam-se as conclusões e recomendações dos
resultados obtidos, destacando os aspectos de diagnóstico e as medidas que foram propostas
para corrigir os desvios encontrados. Posteriormente, formulam-se as proposições de estudos
futuros dentro do tema deste trabalho, buscando ampliar as conquistas que foram alcançadas
com respeito ao desempenho acústico-arquitetônico de ambientes escolares.
27
Capítulo II. Revisão Bibliográfica.
______________________________________________________________
CAPÍTULO II
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Durante a pesquisa bibliográfica executada e direcionando a busca para trabalhos
relacionados ao conforto acústico de salas de aula, foram encontrados artigos que, em sua
maioria, relatam a existência de salas de aula com deficiências nos parâmetros que definem
uma boa qualidade acústica.
Em junho de 2002, o “American National Standards Institute” aprova a norma ANSI
S12.60-2002. Esta nova norma, para Salas de Aula e outros espaços da aprendizagem,
determina que os níveis de ruído em salas de aula equipadas não devem exceder 35 dB(A) e
que o Tempo de Reverberação deve ser da ordem de 0,6 s. Para uma sala típica, os níveis de
som para o discurso devem ser de 67 dB(A), a 1 m de distância, e de 50 dB(A) para a parte
posterior da sala.
A relação Sinal/Ruído é uma comparação simples que é possível utilizar para estimar
como o discurso pode ser compreensível em um ambiente. O nível sonoro da voz de um
professor em dB menos o nível de ruído de fundo na Sala é a relação Sinal/Ruído, que mostra
ser maior a inteligibilidade do discurso quanto maior seja o seu valor.
O controle do Nível de Ruído de Fundo e do Tempo de Reverberação depende de uma
variedade de fatores entre os quais se destacam a localização da Sala de Aula, da construção
do prédio e a opção dos materiais (ROMAN, 2002).
Barbosa (1993) estudou as condições acústicas das salas de aula do bloco maternal, no
Núcleo de Desenvolvimento Infantil (NDI) da Universidade Federal de Santa Catarina
(UFSC), relatando medidas de nível de pressão sonora, tempo de reverberação, ensaios de
inteligibilidade e a influência dos sistemas construtivos. O tempo de reverberação ficou muito
maior que o ideal, e a inteligibilidade alcançou uma percentagem de 84,7%. Por outro lado,
evidencia a necessidade de reparo nas condições acústicas do ambiente estudado, como o
aumento do isolamento dos fechamentos laterais e o aumento na absorção interna da sala.
28
______________________________________________________________
Russo (1995), professora de Distúrbios da Comunicação da Pontifícia Universidade
Católica de São Paulo, em um trabalho sobre a importância da acústica e da psico-acústica
para a audiologia, argumenta que a influência da acústica das salas de aulas na percepção da
fala retoma conceitos teóricos importantes com ênfase na propagação do som no ambiente e a
influência da reverberação e da relação sinal/ruído na percepção de sons da fala pelo aluno.
Quando faz referência ao papel da acústica da sala de aula na inteligibilidade da fala, a autora
informa que a percepção auditiva é essencial no processo da comunicação entre estudantes e
professores em sala de aula. Por outro lado, considera que, além dos programas de
conservação da audição para o trabalhador exposto a elevados níveis de ruído, deve-se
ampliar a área de atuação no ambiente escolar, o que poderá contribuir para que sejam
minimizados os efeitos negativos para o reconhecimento da fala e, conseqüentemente, para o
processo de aprendizagem do aluno nas várias escolas existentes no país.
Um estudo feito por Tavares e Clímaco (1999) faz referência aos estudos anteriores de
edificações escolares em Brasília que apresentaram condições acústicas inadequadas, de modo
que os sons gerados interna e externamente aos edifícios foram causadores de prejuízos ao
trabalho e à saúde dos seus ocupantes. Estas pesquisas investigaram o desempenho acústico
das edificações e a que aspectos dos projetos arquitetônicos se deviam as deficiências,
estabelecendo correções para as salas existentes além de buscar como evitar os mesmos
problemas. Para isso, na metodologia foram selecionadas cinco escolas do ensino fundamental
da rede pública de Brasília que apresentaram diferentes tipologias (pequenas variações de
projeto padrão) e efetuados cálculos de absorção e de tempo de reverberação para as salas de
aula e biblioteca, a fim de serem comparados aos valores recomendados dos referidos
parâmetros, realizando também entrevistas para averiguar o nível de insatisfação apontado. Os
problemas que foram destacados dizem respeito ao ruído interno devido à organização interna
dos espaços e às especificações, tanto dos sistemas construtivos quanto dos revestimentos, os
quais não favorecem a absorção sonora. Os autores concluem que, dentre os espaços
analisados, quanto maior a área descoberta da escola e quanto maior a separação entre área de
pátio e área de circulação, melhor o desempenho das salas de aula.
Pedrazzi et al. (2001), avaliando o desempenho acústico em salas de aula do CEFETPR, apresentaram uma análise das características acústicas das salas de aula do bloco de
engenharia, para o qual avaliaram o comportamento dos usuários quanto ao nível de ruído
29
______________________________________________________________
existente e pelo desconforto por ele gerado, e pelas leituras de níveis de ruído executadas nas
salas de aula. A metodologia aplicada analisou o desempenho acústico nas salas de aula em
duas etapas: junto aos alunos, usuários das salas de aula, com a aplicação de questionários e
avaliação dos níveis de ruído no interior das salas de aula. Consideraram duas situações de
medidas nas salas para leitura: com todas as janelas abertas, para se obter a maior influência
do nível de ruído externo e com todas as janelas fechadas, para verificar a redução de ruído
proporcionado pelas esquadrias e vidros existentes. Os autores compararam estes valores com
aqueles dos parâmetros de conforto e aceitabilidade tabelados para escolas, determinando que
o nível sonoro existente no ambiente da sala de aula em estudo não é aceitável e muito menos
confortável.
Bertolli (2001), avaliou as melhorias de conforto ambiental das escolas da rede pública
de Campinas-SP, onde foram escolhidas 15 escolas. Parte do processo de avaliação consistiu
de: observação da edificação, aplicação de questionários para alunos, professores,
funcionários e diretores. A autora considerou duas frentes de atuação para avaliar as
condições de conforto acústico do ambiente: a qualidade interna do ambiente e a influência do
meio externo. O objetivo do trabalho foi de avaliar o conforto ambiental, sob o ponto de vista
acústico, de prédios escolares. Na metodologia empregada, foram medidos os níveis de
pressão sonora (NPS) e estimados os tempos de reverberação. Nas salas de aula, nos
corredores e nos pátios, as medidas de NPS foram realizadas em três situações: salas de aula e
escola vazias, sala de aula vazia em horário de recreio e salas de aula ocupadas. Nos casos em
que nas salas existiam equipamentos ruidosos (por exemplo, ventiladores) as medidas eram
repetidas com e sem o equipamento funcionando. Quanto à avaliação da satisfação, a
característica é estimada pelos alunos como boa, embora os professores indiquem uma
insatisfação quanto ao desempenho acústico das salas de aula. Esse resultado indicou que as
medidas físicas nem sempre refletem a subjetividade do problema.
Em Müller et al. (2002), duas escolas estaduais do Rio de Janeiro-RJ foram objeto de
ensaios da inteligibilidade da palavra, onde testes de inteligibilidade foram aplicados aos
alunos através de um ditado com vinte palavras monossilábicas e sílabas sem sentido na
língua portuguesa. Foram realizados dois testes em cada sala de aula: o primeiro com um
nível sonoro aproximadamente igual àquele medido durante uma aula normal na escola
tradicional e um teste com nível sonoro pelo menos 10 dB(A) acima. Os resultados mostraram
30
______________________________________________________________
claramente a influência do ruído de fundo no índice de acertos das duas turmas ensaiadas. Na
sala onde as paredes não iam até o teto, (salas panorâmicas), os índices de acerto para a lista
com menor nível sonoro alcançou no máximo 50%, enquanto que na sala com arquitetura
interna tradicional, para as mesmas condições de ensaio, esses acertos não foram menores que
80%. O objetivo desta pesquisa foi de apoiar um programa de certificação de imobiliário
escolar e aumentar a qualidade acústica das salas de aula.
Bertolli (2002) trabalhou, também, no estudo de uma sala do prédio da pós-graduação
da Engenharia Civil da UNICAMP, a qual foi escolhida por sua proximidade às zonas de
estacionamento, apresentando formato de auditório. Teve-se como objetivo avaliar o
fenômeno da propagação de som nesse ambiente e as sensações que este produz nas pessoas.
Na metodologia, realizou primeiramente uma pesquisa com o objetivo de verificar as
legislações e normas existentes relativas ao conforto acústico no interior das edificações, de
maneira especial em relação a salas de aula. Em seguida, efetuou medições sonoras de modo a
se determinar, de forma quantitativa, os valores das variáveis acústicas que influenciam na
qualidade dos ambientes. A autora conclui que, primeiramente se deve fazer um estudo dos
raios acústicos para se determinar as superfícies que devem ser absorventes e aquelas que
devem ser reflexivas. Deve-se, também, procurar distribuir os materiais de forma simétrica
pelo ambiente para que não ocorram grandes diferenças de níveis sonoros entre posições da
sala.
No caso dos EUA, uma publicação do Comitê Técnico em Acústica Arquitetônica da
Sociedade Americana de Acústica indica que a inteligibilidade da fala é de 75% ou menos em
muitos testes realizados. Isto significa que em testes de inteligibilidade da fala, ouvintes com
audição normal podem ouvir apenas 75% das palavras lidas de uma lista, o que seria
equivalente a ler um livro faltando toda quarta palavra, sendo esperado que se entenda o
material nele contido. Obviamente, isto se torna ainda mais complicado para crianças
pequenas, pois devido a seu vocabulário e experiência limitadas, quando perdem algumas
palavras da exposição da professora, são menos capazes de “preencher” os pensamentos
perdidos (SEEP et al., 2002).
Viveiros (2002) considera que as vias de tráfego são as principais fontes de ruído
em áreas urbanas. Baseado em uma dissertação de mestrado, este artigo apresenta uma
31
______________________________________________________________
metodologia de investigação do impacto de ruído de tráfego urbano em edificações escolares
onde foram analisados os indicadores de ruído urbano e os parâmetros de inteligibilidade da
fala em salas de aula. O que se pretendeu foi levantar questões que contribuam na elaboração
de uma regulamentação para o planejamento do impacto de ruído de tráfego em edificações
escolares.
Seep et al. (2002) fazem referência ao custo de renovação, o qual é considerado
pequeno quando comparado aos custos sociais provenientes de salas de aula com baixa
qualidade acústica, devido ao prejuízo para o aprendizado de milhões de crianças.
Eniza e Garevilla (2003) mencionam, na pesquisa desenvolvida em duas escolas da
rede privada do Distrito Federal, que os NPS’s nas aulas variam de 81,8 a 84,7 dB(A),
mostrando como os ambientes de salas de aula são inadequados para a finalidade a que se
destinam. Os autores consideram que os altos índices medidos são preocupantes.
Segundo Melo (2004), uma das principais causas do problema referido no artigo
anterior é a falta de planejamento arquitetônico das salas. Estudar o projeto, levando-se em
consideração o fator acústico, evita que os gastos sejam maiores no futuro, considerando que
corresponde a 1% do valor total da obra o custo econômico para resolver de modo preventivo
os problemas de acústica numa sala de aula antes de ser projetada, comparado com um
percentual de 15% do valor total quando a intervenção para correção acústica se dá após a
edificação.
Pode-se observar na revisão bibliográfica a preocupação geral dos diferentes autores
em buscar o conforto acústico nas Salas de Aula, identificando assim a necessidade de
solucionar um problema que afeta a maioria da população estudantil das escolas, nas
diferentes cidades do Brasil e em outras partes do mundo.
Este trabalho pretende além das propostas estabelecidas até hoje, contribuir com
uma Solução Arquitetônica, como orientação para as futuras edificações escolares estaduais,
tendo como referência o já estabelecido e incorporando as novas considerações que o
desenvolvimento deste projeto exija.
Capítulo III. Fundamentação Teórica.
32
_______________________________________________________________
CAPÍTULO III
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA.
O objetivo deste capítulo é o de apresentar a fundamentação teórica necessária para
que os conceitos principais da acústica arquitetônica fiquem inseridos dentro da forma em que
se deve fazer a caracterização de uma sala de aula.
Portanto, além de definir os conceitos deve ficar claro também que, para caracterizar a
qualidade acústica de uma sala de aula, existem parâmetros bem definidos, como:
•
Nível de Pressão Sonora;
•
Ruído de Fundo;
•
Tempo de Reverberação;
•
Inteligibilidade da Fala; e
•
Relação Sinal/Ruído.
3.1 DEFINIÇÕES PRÉVIAS
Para a concepção de como uma sala de aula deve ser projetada, tem-se a necessidade
de descrever previamente alguns conceitos que permitam entender as propriedades básicas do
som.
Entende-se por Som a uma alteração física num meio, que pode ser sólido, liquido ou
gasoso, a qual pode ser percebida pelo ouvido humano. Para que estas perturbações possam
propagar-se através do meio, é necessário que o mesmo tenha inércia e elasticidade.
Em geral, o som se irradia em ondas para todas as direções a partir de uma fonte, até
encontrar obstáculos como paredes ou tetos.
Duas características dessas ondas sonoras são de interesse particular para a acústica
arquitetônica: intensidade e freqüência.
Intensidade Sonora é uma medida física de uma onda sonora, relacionada com quão
forte o som é percebido.
33
_______________________________________________________________
Também pode-se medir a Freqüência de uma onda sonora a qual é percebida como
tom. Se o som tem apenas uma freqüência é chamada de tom puro, mas muitos sons do dia a
dia, como a fala, música e ruído, são sons complexos compostos por uma mistura de
freqüências diferentes.
A importância da freqüência surge quando a onda sonora encontra uma superfície: o
som reagirá diferentemente em freqüências distintas. Os seres humanos estão mais sujeitos a
serem incomodados por ruídos de média e alta freqüência, especialmente por tons puros.
Quando o som incide sobre uma superfície, vários fenômenos podem acontecer:
•
Transmissão: O som é transmitido através de uma superfície, de um lado para
outro, ao fazê-la vibrar;
•
Absorção: As superfícies dissipam a energia sonora, transformando-a em
calor;
•
Reflexão: O som incidente em uma superfície pode ser refletido de forma
especular ou difusa.
Os fenômenos acima descritos podem ocorrer simultaneamente. Por exemplo, uma
onda sonora pode ao mesmo tempo ser refletida e absorvida por uma parede, conforme
mostrado na Fig. 3.1, onde podem ser definidos os coeficientes de absorção α, de reflexão r e
de transmissão τ, conforme abaixo:
α=
Energia Absorvida
;
Energia Incidente
(3.1)
r=
Energia Refletida
;
Energia Incidente
(3.2)
τ=
Energia Transmitida
.
Energia Incidente
(3.3)
34
_______________________________________________________________
Figura 3.1- Esquema da divisão da energia sonora de uma onda ao encontrar um
obstáculo (FERNENDEZ, 2002).
Como resultado, a onda refletida pode não ser tão intensa como a onda inicial. As
freqüências do som também fazem diferença, pois muitas superfícies absorvem sons de altas
freqüências e refletem sons de baixas freqüências com maior facilidade.
Eco: O Eco é uma conseqüência imediata da reflexão sonora. Define-se eco como a
repetição de um som que chega ao ouvido por reflexão 1/15 de segundo ou mais depois do
som direto. Considerando-se a velocidade do som em 343 m/s, o objeto que causa essa
reflexão no som deve estar a uma distância de 24 m ou mais.
Ondas Estacionárias: é um fenômeno que ocorre em recintos fechados. Consiste na
superposição de duas ondas de igual freqüência que se propagam em sentidos opostos. Ao se
sobreporem, a coincidência dos comprimentos de onda faz com que os nós e os ventres
ocupem alternadamente as mesmas posições, produzindo a impressão de uma onda
estacionária. Em locais fechados o som refletido entre paredes paralelas pode criar esse
efeito, causando graves problemas acústicos para o ambiente.
Eco Palpitante (Flutter Echo): ocorre devido à capacidade do ouvido humano de
perceber com muita facilidade a ocorrência de sons com grande periodicidade, situação esta
que acontece freqüentemente em locais com superfícies refletoras e paralelas, mesmo quando
a distância entre tais superfícies é menor que aquela descrita como necessária para a
35
_______________________________________________________________
ocorrência de um Eco. Nestes casos, o eco palpitante produzirá a sensação de um “som de
campainha”.
3.2 NÍVEL DE PRESSÃO SONORA
A energia sonora total presente em qualquer ponto de uma sala se obtém como a soma
de uma energia de valor variável, que depende da localização do ponto, e outra de valor
constante. Supõe-se que a causa é uma fonte sonora de diretividade conhecida e com uma
potência acústica bem definida.
A energia de valor variável corresponde ao som direto e diminui à medida que o
receptor se afasta da fonte. A energia de valor constante está associada ao som indireto, ou
refletido. O fato de tal energia não depender do ponto em consideração provém da aplicação
da teoria estatística a todo som refletido e, em conseqüência, de tratar por igual todas as
reflexões, sejam precoces ou tardias. Esta hipótese leva a resultados evidentemente
aproximados, embora apresente a vantagem da simplicidade de cálculo da energia total.
Geralmente não se trabalha em termos de energia, mas sim de Nível de Pressão Sonora
(NPS) o qual é totalmente equivalente, desde que se conheçam as características do campo
acústico, além da distância da fonte ao receptor. Isto se deve ao fato de que, na prática, o NPS
é facilmente medido. Portanto, a pressão sonora total em um ponto qualquer de um recinto
obtém-se a partir da contribuição das pressões do som direto e do som refletido.
3.2.1 Campo Direto
A zona onde predomina o som direto se denomina zona de campo direto. A esta zona
pertencem os pontos, mais próximos à fonte sonora e nela o NPS, chamado de nível de campo
direto LD, diminui 6 dB cada vez que se dobra a distância da fonte. É como se o receptor
(aluno) estivesse localizado no espaço livre.
3.2.2 Campo Reverberante
A zona onde predomina o som refletido (também denominado som reverberante)
recebe o nome de zona de campo reverberante. A ela pertencem os pontos mais afastados da
36
_______________________________________________________________
fonte sonora. Nesta zona o NPS, denominado nível de campo reverberante LR, permanece
constante.
A distância para a qual LD = LR se denomina distância crítica, DC..
Assim, diante do acima colocado, a energia radiada por uma fonte sonora em um
ambiente fechado chega ao ouvinte localizado em um ponto qualquer deste, de duas formas
diferentes: uma parte da energia chega de forma direta (som direto), como se a fonte e
receptor estivessem no espaço livre. No entanto, a outra parte chega de forma indireta (som
refletido), associada às sucessivas reflexões que sofre a onda sonora quando incide sobre as
diferentes superfícies do recinto (sala de aula).
Em um ponto qualquer da sala de aula, a energia correspondente ao som direto,
depende exclusivamente da distância da fonte sonora. No entanto, a energia associada a cada
reflexão depende do caminho percorrido pelo raio sonoro, assim como do grau de absorção
acústica dos materiais usados como revestimentos das superfícies implicadas. Logicamente,
quanto maior for a distância percorrida e mais absorvente forem os materiais usados, menor
será a energia associada, tanto ao som direto quanto às sucessivas reflexões (CARRION,
2001).
3.2.3 Medição
A medição dos Níveis de Pressão Sonora são a principal atividade para avaliação dos
problemas do ruído em um ambiente. A norma NBR 10151 especifica um método para
medição de ruído. O método de avaliação envolve as medições do nível de pressão sonora
equivalente (LAeq), em decibels ponderados em “A”, comumente chamado dB(A). Por outro
lado, devem ser seguidos os seguintes procedimentos de medição no interior de edificações:
•
As medições em ambientes internos devem ser efetuadas a uma distância
de no mínimo 1 m de quaisquer superfícies como paredes, tetos, pisos e
móveis;
•
Os níveis de pressão sonora em interiores devem ser o resultado da média
aritmética dos valores medidos em pelo menos 3 posições distintas, sempre
que possível afastadas entre si de pelo menos 0,5 m;
37
_______________________________________________________________
•
As medições devem ser efetuadas nas condições de utilização normal do
ambiente, isto é com as janelas abertas ou fechadas de acordo com o
objetivo de interesse.
3.2.4
Legislação
Na ausência de Lei Orgânica do Município e do planejamento por zoneamento, a
referência passa a ser as Normas Técnicas NBR 10151 e NBR 10152, seguindo as resoluções
do CONAMA, as quais fornecem dados de acordo com as tabelas 3.1 e 3.2.
Tabela 3.1 - Nível de Critério de Avaliação para Ambientes Externos em dB(A).
TIPOS DE ÁREAS
DIURNO
Área estritamente residencial
urbana, de hospitais ou escolas
NOTURNO
50
45
Fonte: NBR 10151
Tabela 3.2 - Valores de Nível Sonoro para Conforto em dB(A).
LOCAIS - ESCOLAS
dB(A)
Salas de Aula, laboratórios
Circulação
40-50
45-55
Fonte: NBR 10152
De acordo com as diferentes propostas uma sala de aula com condições acústicas
satisfatórias, deve apresentar níveis de pressão sonora menor de 30 dB(A). Na tabela 3.3
podem-se observar os valores estabelecidos por diferentes países para os diferentes
parâmetros.
3.3 RUÍDO DE FUNDO
O ruído de fundo ou ruído ambiente pode ser considerado como todo aquele ruído
existente em um determinado local que não diz respeito ao objeto de apreciação ou medição.
Para o caso de escolas, e mais especificamente salas de aula, o ruído de fundo é todo aquele
ruído além da voz do professor (LOSSO, 2003).
38
_______________________________________________________________
Tabela 3.3-Legislações internacionais nos parâmetros de qualidade acústica em Salas de Aula
Fonte: VIVEIROS (2002)
3.3.1 Curvas NC
Para a avaliação do grau de perturbação que um determinado ruído de fundo provoca
sobre um ouvinte deve-se fazer a comparação dos níveis de ruído existentes nas salas para
cada banda de oitava compreendida entre as freqüências de 63 Hz e 8 kHz com um conjunto
de curvas de referência denominadas NC, conforme mostradas na Fig. 3.2.
As curvas NC são utilizadas para estabelecer os níveis de Classe recomendados para
diferentes tipos de espaços em função de seu uso, de acordo com o estabelecido na Tabela 3.4.
As curvas NC seguem, de forma aproximada, a evolução da sensibilidade do ouvido
em função da freqüência. Isto significa que, para uma determinada curva NC, os níveis de
NPS máximos permitidos a baixas freqüências (sons graves) são sempre mais elevados que os
39
_______________________________________________________________
correspondentes a freqüências altas (sons agudos), já que o ouvido é menos sensível à medida
que a freqüência considerada é menor.
Figuras 3.2 - Curvas de Critério de Ruído NC.
3.3.2 Legislação
A norma NBR 10152 considera para Salas de Aula que o NC deve estar entre as
curvas NC 35 e NC 45 como mostrado na tabela 3.4. Diz-se que um ambiente cumpre uma
determinada especificação NC, quando os níveis de ruído de fundo, medidos por bandas de
oitava, estão abaixo da curva NC correspondente, para todas as freqüências compreendidas
entre 63 Hz e 8 kHz.
40
_______________________________________________________________
Tabela 3.4-Níveis de Pressão Sonora para Conforto.
Fonte NBR 10152
Em cada caso, o cumprimento da especificação NC supõe o primeiro passo para se conseguir
um conforto acústico e um grau de inteligibilidade adequado (CARRION, 2001).
Para fazer uma análise das condições de viabilidade do desempenho acústico das salas
de aula são consultadas as condições de conforto de NPS(médio) e NC, pois representam o nível
sonoro de conforto. Os valores de conforto de NPS(médio) são os parâmetros fundamentais para
a classificação, sendo as freqüências associadas a estes valores de grande importância para o
dimensionamento do isolamento acústico, pois representam uma referência de valores críticos
a serem evitados (BERTOLLI, 2001).
41
_______________________________________________________________
3.4 TEMPO DE REVERBERAÇÃO
O tempo de reverberação é uma importante característica de ambientes fechados,
usado para determinar o quão rapidamente o som decai numa sala.
Para determinar o tempo ótimo de reverberação tem-se a Norma NBR 12179 Tratamento Acústico em Recintos Fechados, que indica o valor ideal de acordo com o volume
dos ambientes e as atividades neles desenvolvidas.
De acordo com o Comitê Técnico em Acústica Arquitetônica da Sociedade Americana
de Acústica, o tempo de reverberação para Salas de Aula deve estar na faixa de 0,4 a 0,6 s. O
tempo máximo de reverberação para se atingir a inteligibilidade verbal numa sala de aula
típica é TR = 0,5 s (SEEP et al., 2000).
3.4.1 Valores Recomendados de Tempo de Reverberação
Habitualmente, quando se estabelece um único valor recomendado de TR para um
dado recinto, costuma-se fazer referência ao obtido como sendo a média aritmética dos
valores correspondentes às bandas de 500 Hz e 1 kHz, que é representado por TRmédio .
Em geral, o valor mais adequado de TR depende tanto do volume do recinto como da
atividade a ser realizada nesse ambiente. Por exemplo, como se trata de salas destinadas à
palavra, é conveniente que os valores de TR sejam baixos, com o objetivo de se conseguir
uma boa inteligibilidade. Entretanto, no caso de salas de concertos são recomendáveis valores
apreciavelmente mais elevados, a fim de que a audição musical resulte ótima. A Fig. 3.3
mostra os valores de TR indicados para ambientes distintos.
3.4.2 Cálculo do Tempo de Reverberação
Existem fórmulas distintas para o cálculo teórico do TR. Entretanto, a fórmula clássica
por excelência, e aceita como de referência em nível internacional por sua facilidade de
cálculo, é denominada fórmula de Sabine, cuja expressão matemática, obtida aplicando a
teoria acústica estatística, negligenciando o efeito da absorção produzida pelo ar, é a seguinte:
TR = 0,161
V
A
(3.4)
42
_______________________________________________________________
onde, V é o volume do recinto (em m3) e Atot é a absorção total do recinto em sabines.
Figura 3.3 – Tempos de Reverberação Recomendados.
O grau de absorção do som de um material qualquer é representado pelo coeficiente de
absorção sonora α, o qual é definido como a relação entre a energia absorvida pelo material e
a energia incidente sobre ele, conforme a eq. (3.1).
43
_______________________________________________________________
O valor de α está diretamente relacionado com as propriedades físicas do material e varia
com a freqüência, assumindo valores entre 0 (para material totalmente refletivo) e 1 (para
material com absorção sonora total).
O parâmetro A (absorção) de um material qualquer é obtido como resultado de se
multiplicar o coeficiente de absorção α pela área S de sua superfície. A unidade de absorção é
o sabine (1 sabin corresponde à absorção de 1 m2 de janela aberta).
Finalmente, uma vez que um recinto é constituído por distintas superfícies recobertas
de materiais diversos, se define a absorção total Atot como a soma de todas as absorções
individuais, ou seja:
Atot = α1 S1+ α2 S2 +…+ αn Sn
(3.5)
A partir de A é possível calcular o coeficiente médio de absorção αm, dividindo a
absorção total Atot pela superfície total do recinto St:
αm =
Atot
S tot
(3.6)
O TR calculado a cada freqüência de interesse mediante a fórmula de Sabine não leva
em conta a localização do receptor, uma vez que a mesma surge exclusivamente da aplicação
da acústica estatística.
Por outro lado, é preciso comentar que, apesar da utilização universal desta fórmula,
sua validez se circunscreve ao caso de recintos com as seguintes características (CARRION,
2001):
•
Decaimento energético exponencial associado a um campo sonoro
perfeitamente difuso (a energia se propaga com a mesma probabilidade em
todas as direções);
•
Sala com geometria irregular;
•
Coeficiente médio de absorção α inferior a, aproximadamente, 0,2
44
_______________________________________________________________
Fórmula de Eyring:
Eyring verificou uma falha na fórmula de Sabine, que consiste no fato de que, quando o
αsab = 1, ou seja, a absorção do ambiente é total, o TR não é nulo, propondo a seguinte expressão
para o TR (BISTAFA e BRADLEY, 2000):
TR =
− 0,16V
S . ln(1 − a m )
(3.7)
onde S é a área total das paredes do ambiente e αm é dado por:
n
am =
∑S a
i
i =1
i
S
(3.8)
Comparação entre as duas formulações
A fórmula de Sabine deve ser usada quando:
•
O coeficiente médio de absorção for baixo (menor que 0,2);
•
Os materiais absorventes estejam distribuídos uniformemente;
•
Os coeficientes de absorção não são precisos;
•
Não se exige grande precisão nos cálculos.
A fórmula de Eyring deve ser usada quando:
•
Os materiais absorventes estejam distribuídos uniformemente;
•
Se conhece com exatidão os coeficientes de absorção;
•
Se exige cálculo preciso do tempo de reverberação.
Embora o TR seja um parâmetro fundamental no projeto acústico de recintos, na
prática se utiliza uma série de parâmetros complementares fundamentados na acústica
geométrica e que dependem da situação do receptor. A otimização de todos eles na fase de
projeto permite garantir com um elevado grau de confiabilidade a obtenção de uma acústica
adequada, uma vez construído o recinto.
45
_______________________________________________________________
Um dos requisitos básicos para conseguir um bom conforto e uma boa inteligibilidade
da palavra é que o nível de campo reverberante LR seja suficientemente baixo.
Se o espaço objeto de estudo tem um grande volume e/ou está pouco, ou nulamente,
tratado com materiais absorventes (espaço excessivamente ‘vivo’), o nível do campo
reverberante resultará muito alto, já que o tempo de reverberação do mesmo será demasiado
elevado, o que significa que a distância crítica DC será pequena. Assim, afastando-se da fonte
sonora facilmente se adentra a zona de campo reverberante onde a inteligibilidade da fala não
é boa.
No caso de salas de conferências e salas de aulas, o valor de TR recomendado,
considerando volumes situados entre 100 e 10.000 m3 se encontrara entre: 0.7 ≤ TR ≤ 1s.
É conveniente também que a variação de tal valor em função do grau de ocupação da
sala seja o menor possível, com o objetivo de que suas características acústicas não dependam
do número de pessoas presentes em cada caso.
O tempo de reverberação longo é uma deficiência comum de salas de aula, porém há
como resolver o problema. Idealmente, salas de aula devem ter TR na faixa de 0,4 - 0,6 s,
entretanto, muitas salas de aula têm TR de 1 s ou mais.
Existem duas maneiras de reduzir o TR de uma sala: reduzindo o volume ou
aumentando a absorção sonora da sala. Entretanto, reduzir o volume não é só uma opção, e
sim uma alternativa desejável para muitas salas de aulas antigas com tetos altos.
Finalmente, é conveniente que o tempo de reverberação permaneça o mais constante
possível com relação à freqüência, especialmente às freqüências baixas (bandas de oitava
centradas em 125 e 250 Hz, já que um aumento de reverberação em baixa freqüência produz
um resultado não favorável do grau de inteligibilidade da palavra). Por outro lado, a partir da
banda de oitava centrada em 2 kHz, existe uma diminuição inevitável dos valores do tempo de
reverberação devido à absorção produzida pelo ar. Tal diminuição se faz particularmente
perceptível quando se trata de espaços grandes.
46
_______________________________________________________________
3.5 INTELIGIBILIDADE DA FALA
O conceito de inteligibilidade é bastante genérico, podendo ser definido como a razão
pela qual se entendem os sons.
A inteligibilidade pode ser aplicada à linguagem (palavra articulada), ao canto, às
notas musicais, ou até a outros sons. A inteligibilidade da linguagem é mais usual, uma vez
que a voz é o som ouvido em mais de 90% das vezes no dia-a-dia de uma pessoa.
Quando se refere à comunicação em um ambiente, a inteligibilidade é definida como
“inteligibilidade acústica da linguagem” e é a principal característica acústica de um
ambiente, pois reflete o grau de entendimento das palavras no seu interior. Para os locais onde
a comunicação é primordial, (auditório, cinemas, teatros, igrejas, salas de aula e conferências,
etc.) a boa inteligibilidade acústica é um fator decisivo (FERNANDEZ, 2000).
3.5.1 Características da Mensagem Oral
Quando uma pessoa emite uma mensagem, utiliza um tempo maior na emissão de
vogais que nas consoantes. As vogais constituem o chamado regime permanente da fala,
enquanto que as consoantes associam-se ao regime transitório.
A duração média de uma vogal é da ordem de 90 ms, reduzindo a 20 ms no caso de
uma consoante.
O fato de que a duração das vogais é mais elevada, faz com que o nível de pressão
sonora associado às mesmas seja da ordem de 12 dB maior que o correspondente às
consoantes. O conteúdo de freqüência é maior em baixas freqüências, no entanto, as
consoantes apresentam uma maior contribuição de altas freqüências (ver Tab. 3.5).
Tabela 3.5 - Características mais relevantes da mensagem oral.
Duração
≈ 90 ms
Vogais
Consoantes ≈ 20 ms
Conteúdo
Nível
Contribuição à
em freqüência
Intelig. Palavra
Baixas freqüências
Nível vogais
Baixa
Altas freqüências Nível consoantes + 12 dB
Alta
Fonte: CARRION, 2001.
47
_______________________________________________________________
3.5.2 Grau de Inteligibilidade da Fala
O grau de inteligibilidade da fala está estreitamente relacionado com a correta
percepção em altas freqüências. Em conseqüência, são as consoantes que determinam a
compreensão da mensagem oral. A informação contida nas vogais é redundante.
Para que o conforto acústico, como o grau de inteligibilidade em uma sala, seja correto
é necessário evitar a aparição de ecos, focalizações do som e eco palpitante. Assim, deve-se
evitar a existência de grandes paredes paralelas refletivas, aplicando-se uma pequena
inclinação (da ordem de 5o) a uma das duas paredes ou, então, aplicar um material absorvente
pelo menos sobre uma das duas paredes problemáticas.
A presença de ecos pode ser devida a uma geometria inadequada. Este tipo de
anomalia se apresenta quando o tempo de reverberação é bem curto. As possíveis soluções
para prevenir ou eliminar ecos são as seguintes:
•
Colocar material absorvente diante das superfícies problemáticas. Em qualquer
caso é melhor evitar a utilização de grandes quantidades de absorção, porque
poderia levar a uma diminuição excessiva do tempo de reverberação. Como
norma prática, a porcentagem da superfície tratada para evitar, exclusivamente,
a aparição destas anomalias não deve ser superior a 10% da superfície total da
sala.
•
Reorientar as superfícies problemáticas a fim de redirecionar o som refletido a
outras zonas não problemáticas.
No que diz respeito à prevenção de focalizações, deve-se evitar as formas côncavas
nas paredes e tetos.
3.5.3 Diretividade da Voz Humana
Em geral, qualquer fonte sonora irradia mais potência em uma direção que em outras
e, portanto, apresenta uma certa diretividade. A diretividade depende da freqüência e aumenta
com a mesma.
48
_______________________________________________________________
A forma de expressar a diretividade de uma fonte sonora em um ponto qualquer do
espaço é mediante o denominado fator de diretividade Q. O fator Q depende da relação entre
o nível de pressão sonora produzido pela fonte sonora na direção considerada e o nível que se
obteria se a fonte não fosse diretiva. Quanto maior for o NPS em uma direção determinada,
maior será o valor de Q em tal direção.
A voz humana apresenta algumas características de diretividade que são determinadas
pelo sistema de fonação e da forma da cabeça, sendo a direção frontal a de maior diretividade.
Embora a diretividade aumente com a freqüência, para efeitos práticos se considera que o
fator de diretividade da voz humana na direção frontal é Q = 2.
3.5.4 Cálculo da Inteligibilidade da Fala
3.5.4.1 Métodos Subjetivos
A metodologia empregada é chamada de “Método Subjetivo de Índice de Acerto por
Sílabas Padronizadas”, sendo o tipo de análise mais aceito pela comunidade cientifica. O
método consiste em distribuir pessoas com audição normal no ambiente a ser estudado e,
através de um orador (ou gravações da voz de locutores), pronunciar um lote de palavras
normalizadas (monossílabas, dissílabas, polissílabas, sílabas sem sentido, frases, etc.) que são
anotadas pelos ouvintes. As fichas são analisadas estatisticamente, obtendo-se o índice de
acerto para cada posição e para cada ouvinte. Então, a inteligibilidade de cada posição do
ambiente é calculada a partir deste índice de acerto. A porcentagem de acerto é chamada de
Índice de Discriminação da Fala (IDF) (FERNANDEZ, 2000).
Se, por exemplo, a percentagem média de sílabas detectadas corretamente em um
dos ambientes foi de 85%, então se considera que a perda de informação seja de 15%. Como
tal perda se associará a uma percepção incorreta das consoantes, Peutz denomina de
Percentual de Perda da Articulação de Consoantes (%ALCons = 15%), que é um parâmetro
indicativo da perda. Assim, quanto maior for esta última, pior será o grau de inteligibilidade
existente (CARRIÓN, 2001).
Esta perda de articulação de consoantes será definida seguidamente na formulação
matemática.
49
_______________________________________________________________
3.5.4.2 Formulação Matemática
Uma segunda forma para se determinar a inteligibilidade da fala é encontrar uma lei
matemática que, a partir do conhecimento de uma série de parâmetros acústicos do recinto em
estudo, permita encontrar o valor de %ALCons, em cada ponto do mesmo, sem a necessidade
de ter que realizar as laboriosas provas de audiência. Logicamente, uma vez estabelecida tal
lei, seria possível predizer a inteligibilidade da fala em qualquer ponto de um recinto ainda
por construir.
Fazendo uso da teoria da acústica estatística, Peutz deduziu que o valor de %ALCons
em um ponto dado podia ser determinado, simplesmente, a partir do conhecimento do tempo
de reverberação TR e da diferença entre os níveis de pressão sonora de campo direto LD e de
campo reverberante LR em tal ponto.
Para o cálculo de LD - LR a fórmula a utilizar é a seguinte:
LD − LR = 10 log(
QxR
) − 17
r2
(3.9)
onde log representa o logaritmo decimal; Q é o fator de diretividade da fonte sonora na
direção considerada (Q = 2 para voz humana considerando a direção frontal do orador); R é a
constante da sala (m2 ); e r é a distância do ponto considerado à fonte sonora (m).
Como tanto TR como R dependem do coeficiente médio de absorção αm seu
conhecimento, junto com o volume V e da superfície total Stot permitem calcular os valores de
TR e de LD - LR.
Em nível prático, geralmente se elege para o cálculo o valor de α correspondente à
banda de 2 kHz, por ser de máxima contribuição à inteligibilidade da palavra.
A Fig. 3.4 permite determinar o valor de %ALCons (eixo de ordenadas esquerdo) a
partir dos valores de TR (eixo de ordenadas direito) e da diferença LD - LR (eixo das abscissas).
50
_______________________________________________________________
Figura 3.4 - Obtenção da %ALCons a partir de TR e de LD - LR.
3.5.5 Relação entre o Tempo de Reverberação e a Inteligibilidade da Fala
Quando se emite uma mensagem oral, a duração das vogais e seu correspondente nível
de pressão sonora é maior que das consoantes.
O conteúdo de freqüência das vogais é maior nas baixas freqüências, enquanto que as
consoantes apresentam um maior conteúdo de altas freqüências.
Em uma sala com um tempo de reverberação alto, o decaimento energético de uma
vogal emitida na mesma é apreciavelmente mais lento que o decaimento próprio (aquele que
se observaria se a vogal fosse emitida no espaço livre). Tal fato, junto com a maior duração e
nível comentado anteriormente, provoca um solapamento temporal da vogal com a consoante
emitida imediatamente depois. A Tab. 3.6 estabelece a relação entre Reverberação e
Inteligibilidade.
A simultaneidade temporal da vogal e da consoante com seus correspondentes níveis,
assim como as características espectrais de ambos sons, são as causas do mascaramento
parcial ou total da consoante produzido pela vogal.
51
_______________________________________________________________
Finalmente, como o grau de inteligibilidade está estreitamente ligado à correta
percepção das consoantes, por seu importante conteúdo de altas freqüências, o mascaramento
das mesmas devido a um excesso de reverberação provoca uma perda de inteligibilidade na
sala.
Tabela 3.6 - Relação Reverberação x Inteligibilidade.
Reverberação X Inteligibilidade
•
A inteligibilidade varia com o inverso do quadrado do
Tempo de reverberação.
• Para uma boa inteligibilidade da linguagem o tempo de
reverberação TR60 deve permanecer abaixo de 1 s.
• O nível de campo reverberante depende da absorção
das superfícies do local, do volume do ambiente e do
nível do som gerado.
• Em algumas avaliações da inteligibilidade é usado o
EDT (Early Decay Time) como medida da reverberação
(mesma definição do T60 tomada para os primeiros 10dB).
Fonte: FERNANDEZ, 2000.
3.6 RELAÇÃO SINAL/RUÍDO (S/N)
É uma comparação útil para estimar o quão compreensível é a fala em uma sala. O
nível sonoro da voz da professora em dB, menos o nível de ruído de fundo na sala, em dB, é
igual à relação S/N em dB. Quanto maior a S/N maior é a inteligibilidade da fala. Se a S/N é
negativa (o ruído de fundo é maior que a voz da professora), será difícil ser a professora
compreendida. Tipicamente, a S/N é menor nos fundos da sala de aula, onde o nível sonoro da
voz da professora cai, ou perto da fonte de ruído, situação que ocorre, por exemplo, perto de
um ar condicionado da parede.
Estudos têm mostrado que, em salas de aula que têm S/N menor que +10 dB, a
inteligibilidade da fala é significativamente degradada para crianças com audição mediana.
Crianças com alguma deficiência auditiva precisam no mínimo de +15 dB de S/N (SEEP,
2002).
Picard e Bradley concluíram que os métodos convencionais de determinação da
relação sinal/ruído podem superestimar os níveis da fala, pois integram a voz do professor
52
_______________________________________________________________
com o ruído de fundo existente. Para uma avaliação mais precisa deve-se medir o nível sonoro
da voz do professor subtraindo-o do ruído de fundo, para então compará-lo ao ruído de fundo.
Uma diferença menor entre o sinal e o ruído de fundo significa maior esforço vocal
por parte do professor, pois naturalmente o nível da fala precisa ser aumentado para ser
compreendido pelos ouvintes. A situação mais crítica ocorre com os alunos localizados mais
distantes do professor, pois as vozes vão decrescendo com a distância e ao chegar nos mais
distantes, pode estar incorporada ao campo reverberante, ou seja, estaria incorporada no ruído
de fundo. Também, locais próximos às fontes sonoras, como alunos perto de uma janela
aberta voltada para a rua ou alunos próximos a ventiladores podem ser considerados
similarmente críticos (LOSSO, 2003).
A Tab. 3.7 mostra a relação entre ruído e inteligibilidade.
Tabela 3.7 - Relação Sinal/Ruído x Inteligibilidade.
Ruído X Inteligibilidade
•
A relação Sinal/Ruído (S/N) é fundamental para
a inteligibilidade.
• Para S/N entre 0 e +10 dB a inteligibilidade será
inaceitável; para S/N entre +20 e +30 dB será boa;
e para S/N entre +30 e +40 dB a inteligibilidade
será excelente.
• ção em que chega ao ouvinte o ruído mascarante
é importante. Quando a direção é a mesma do som
da fala o mascaramento será maior.
• O mascaramento do ruído será maior quando seu
espectro for mais intenso na banda de transmissão
de informações (1 a 4 kHz)
Fonte: FERNANDEZ, 2000.
Capítulo IV. Coleta de Dados, Análise Experimental e Analítica.
_________________________________________________________________________53
CAPITULO IV
COLETA DE DADOS, ANÁLISE EXPERIMENTAL E ANALÍTICA
Com o objetivo de avaliar o conforto acústico nas escolas de Belém-PA foi delimitado
um grupo de escolas do setor público (Estadual e Municipal), localizadas em bairros distintos
da região metropolitana de Belém, para as quais foram feitos levantamentos de parâmetros
acústicos e arquitetônicos, de modo a se caracterizar a qualidade acústica das mesmas.
A Tabela 4.1 apresenta a relação de escolas que foram pesquisadas, sendo a sua
escolha realizada a partir do posicionamento das escolas na região metropolitana de BelémPA, a importância histórico-cultural das mesmas e pelas características arquitetônicas que
apresentam.
Tabela 4.1- Relação de Escolas Elegidas para Avaliação Acústica
ESCOLAS
BAIRRO
ESTADUAIS
EEEFM. Visconde de Souza Franco
EEEM. Augusto Meira
EEEM. Paes de Carvalho
Marco
São Braz
Comércio
MUNICIPAIS
EM. Silvio Nascimento
EM. Benvinda de França Messias.
Liceu- Escola
Condor
São Braz
Icoaraci
Neste capítulo são apresentadas as ações desenvolvidas para o levantamento de dados
sobre cada uma das escolas selecionadas e os procedimentos analíticos utilizados para tratar e
analisar estes dados, tal que seja possível estabelecer, de forma qualitativa e quantitativa, o
estado atual das escolas pesquisadas sob o ponto de vista da acústica.
Assim, uma vez caracterizada a situação atual das escolas e identificada as situações
de inadequação das mesmas, será possível efetivar a proposição de uma proposta de Sala de
Aula que, a partir de soluções acústico-arquitetônicas adequadas, possibilite a obtenção de um
ambiente com desempenho adequado para a atividade de ensino-aprendizagem.
_________________________________________________________________________54
4.1 CARACTERIZAÇÃO DAS SALAS DE AULA
O procedimento utilizado, objetivando a caracterização das salas de aulas das
diferentes escolas, teve por base a necessidade da medição dos seguintes parâmetros para a
caracterização acústica:
•
Nível de Pressão Sonora (NPS);
•
Ruído de Fundo;
•
Tempo de Reverberação;
•
Relação Sinal/Ruído.
Por outro lado, foi, ainda, realizado um levantamento arquitetônico das diferentes
Salas de Aula, bem como feito uso dos seguintes procedimentos analíticos:
•
Planilha para simulação de tratamento acústico (TR);
•
Inteligibilidade da Fala: Método Subjetivo e Formulação Matemática;
•
Proporções da Sala;
•
Modos e Densidade Modal;
•
Comprimento de Ondas.
As medições dos parâmetros acústicos na parte experimental foram realizadas, para
Ruído de Fundo, em época de férias (entre os meses de janeiro e início de fevereiro), uma vez
que as escolas municipais funcionam em quatro turnos, o que impossibilitava as medições
entre um turno e outro. Os demais parâmetros foram medidos no início do período escolar de
2005.
O Ruído de Fundo e o NPS foram quantificados como sendo o valor médio
determinado a partir da medição do NPS em um total de cinco pontos. Por outro lado,
segundo o perfil de cada bairro, foi estabelecida a realização de medição em pelo menos dois
turnos de trabalho, em cada uma das escolas pesquisadas, de acordo com o apresentado na
Tabela 4.2.
_________________________________________________________________________55
No caso particular de medição de Ruído de Fundo, no período escolar, as mesmas
foram realizadas em apenas um ponto de medição, tendo por base a restrição de tempo para a
realização dessas novas medições.
Tabela 4.2 - Salas e Turnos Avaliados em Cada Escola.
ESCOLA
TURNOS
( *)
N° DE SALAS
OBSERVAÇÃO
ESTADUAIS
Visconde de Souza Franco
Augusto Meira
Paes de Carvalho
MUNICIPAIS
Silvio Nascimento
Benvinda
de
França
Messias
Liceu-Escola
M, T,
2 Salas
M, T, N
2 Salas
M, T
3 Salas
M, I
Sala Tipo
M, I, N
3 Salas
M, T
Sala Tipo
(*) M: Manha.
I: Intermediário
Sala 02: janela para fachada
principal
Sala 03: janela para o campo
desportivo
Sala A1B: janela para quadra
esportiva
Sala A2K: circulação interna
Sala 16: janela a fachada lateral
Sala 15: frente para o pátio
Sala 18: janela para o Ginásio
Próxima a quadra esportiva
Sala 01: tipo de vazamento
Sala 03: proximidade à avenida
Sala 04: localização tranqüila
T: Tarde
N: Noite
4.1.2 Equipamentos
Os equipamentos usados para a realização das medições de Ruído de Fundo e NPS
nas Salas de Aula das escolas são a seguir apresentados:
•
Medidor de Nível de Pressão Sonora Tipo 2238 com filtro de banda de 1/3 e
1/1 oitava, marca Bruel & Kjaer ver (Fig. 4.1);
•
Tripé para medidor;
•
Microfone free field ½”, marca Bruel & Kjaer Tipo 4188 ;
•
Protetor de vento para microfone marca Bruel & Kjaer;
•
Calibrador acústico marca Bruel & Kjaer Tipo 4231 ver (Fig. 4.2).
_________________________________________________________________________56
O medidor de nível de pressão sonora foi configurado da seguinte forma: Largura de
banda, 1/3 de oitava na faixa de freqüência delimitada pelas bandas de 31,5 Hz a 8 kHz;
Ponderação, Escala A; Tipo de Resposta, Rápida e Correção de filtro para incidência
Aleatória.
Figura 4.1- Medidor de Nível de Pressão Sonora.
Figura 4.2- Calibrador.
4.1.3 Metodologia de Medição
No que diz respeito às medições, buscou-se, inicialmente, estabelecer um procedimento único
de medição, objetivando o estabelecimento de um procedimento padrão para a realização de
_________________________________________________________________________57
todas as medições. Assim, tomando por base a Escola Benvinda de França Messias, obtiveram
medições de NPS pontos distintos, para tempos de leitura distintos, de modo a inferir quando
ocorria a estabilização da leitura, o que ocorreu para um período de três minutos e cinqüenta e
dois segundos, correspondendo a um valor de três varreduras no medidor de nível de pressão
sonora. Em seguida, objetivando determinar o número de pontos mínimo para caracterizar o
NPS na Sala de Aula, foi realizada uma bateria de medições do NPS a partir de uma malha de
dezesseis pontos, cujo resultado é apresentado na Tabela 4.3, onde o valor médio obtido foi
comparado com o resultado da medição em apenas 5 (cinco) pontos, sendo quatro
posicionados nos cantos da sala de aula e 1 um no seu centro, cujos resultados são
apresentados na Tabela 4.4.
Tabela 4.3 - Resultado das medições dos NPS em dB(A) por mapeamento.
MAPEAMENTO
Leq
PTS
dB(A)
P1
75,5
P2
75,7
P3
78,0
P4
76,6
P5
76,4
P6
77,0
P7
72,3
P8
77,3
Lmax
dB(A)
90,9
96,9
93,2
94,4
89,6
92,6
89,5
92,5
PTS
P9
P10
P11
P12
P13
P14
P15
P16
Média
Leq
dB(A)
79,8
77,4
77,2
78,3
80,0
81,7
81,9
80,7
78,11
Lmax
dB(A)
99,7
98,2
91,8
94,2
103,5
104,6
104,0
95,0
96,31
Tabela 4.4 - Resultado das medições dos NPS em dB(A) por pontos.
5 PTS DE MEDIÇÃO
PTS
Leq dB(A)
Lmax dB(A)
P1
93,4
78,0
P2
94,6
78,6
P3
86,9
71,4
P4
84,7
73,4
P5 (central)
90,9
75,8
90,3
Média
76,2
_________________________________________________________________________58
A comparação dos valores médios de Leq permite verificar que não há uma diferença
significativa entre realizar a medição em dezesseis pontos e cinco pontos, o que levou a
escolha de se proceder a medição em apenas cinco pontos em cada sala a ser pesquisada,
aproveitando-se melhor o tempo disponível para as medições.
4.1.4 Condições de Medição
As condições em que foram realizadas as medições foram estabelecidas a partir das
características reais de utilização de cada uma das salas de aulas pesquisadas. Assim, como na
maioria dos casos, as salas não têm nenhum condicionamento climático, as seguintes
condições para a realização das medições de NPS e Ruído de Fundo foram estabelecidas,
objetivando caracterizar a contribuição para a janela aberta ou fechada e uso do ventilador de
teto:
•
Sala Ocupada: Janela aberta, Ventilador Ligado (Condição Habitual);
•
Ruído de Fundo: -Janela aberta, Ventilador Ligado;
- Janela fechada, Ventilador Desligado.
Por outro lado, no caso particular das salas de aula da escola Silvio Nascimento,
Liceu-Escola e uma das salas da escola Benvinda de França Messias, dadas as características
de controle climático interno a partir de paredes com elementos vazados, as seguintes
condições foram estabelecidas:
•
Sala Ocupada: Ventilador Ligado;
•
Ruído de Fundo: - Ventilador Ligado;
- Ventilador Desligado
As comparações se estabeleceram entre Sala Cheia (Condição Habitual) e Ruído de
Fundo (Janela Aberta, Ventilador Ligado) para medir a contribuição da voz da professora e a
presença dos alunos na sala.
_________________________________________________________________________59
Para efeito de quantificação da contribuição das fontes sonoras, representativas do
tráfego de veículos e funcionamento de ventiladores, a comparação se deu a partir das duas
modalidades de medição para Ruído de Fundo.
Alguns parâmetros que atestam a qualidade acústica de um ambiente podem ser
determinados de forma analítica, a partir de modelos matemáticos desenvolvidos com o
objetivo de quantificar estes parâmetros. Por outro lado, as dimensões geométricas dos
ambientes podem ser usadas para a determinação dos seus modos acústicos, de sua densidade
modal e possibilita, ainda, verificar se as proporções entre as dimensões são adequadas para
um bom desempenho acústico.
Neste trabalho, o parâmetro Tempo de Reverberação, que pode ser obtido através de
procedimento experimental, foi determinado analiticamente devido o atraso na aquisição de
instrumentação adequada, que ocorreu por dificuldades no processo de importação.
A quantificação da Inteligibilidade da Fala, embora tenha sido obtida pelo Método
Subjetivo de Índice de Acerto por Sílabas Padronizadas, foi também determinado por
formulação matemática.
Para evitar descrições longas e repetitivas dos procedimentos usados, optou-se por
apresentar em detalhe apenas as informações referentes a uma das escolas pesquisadas.
Assim, a Escola Estadual Paes de Carvalho foi escolhida devido a sua importância histórica e
por estar inserida em condições ambientais adversas. Portanto, apresenta-se o cálculo em
detalhe de cada parâmetro analisado, a planta geral da escola, identificando-se a localização
de cada uma das salas de aula e as plantas baixas de cada uma das salas, com as seções e
identificação dos pontos onde foram realizadas as medições dos diferentes parâmetros, além
dos materiais que constituem as superfícies das paredes de cada sala.
Finalmente, para as outras escolas pesquisadas, são apresentadas as plantas gerais e
plantas baixas, mas os resultados obtidos são apresentados de forma resumida.
_________________________________________________________________________60
4.2 ESCOLA ESTADUAL PAES DE CARVALHO.
A escola Estadual Paes de Carvalho está localizada na praça Saldanha Marinho N°10,
na rua João Diogo entre rua São Francisco e Av. 16 de Novembro, no bairro do Comércio,
dentro do centro histórico de Belém.
Nesta área existe predominância de edificações de 02 ou mais pavimentos que
equivalem a prédios de até 10 m de altura, (ver fig 4.3 a qual demonstra a predominância de
áreas residenciais e terrenos baldios).
O prédio da Escola Estadual Paes de Carvalho, foi construído na 1° metade do século
XIX. O prédio sofreu muitas reformas, sendo que no ano de 1989 teve sua última reforma,
onde foi anexado um antigo prédio da Prefeitura, com o intuito de criar maiores condições
para o aprendizado, com o aumento do número de salas de aula. O prédio hoje se encontra
totalmente descaracterizado no seu interior, resguardando apenas as linhas originais de sua
fachada, que apesar do tempo continua refletindo mostrando a história do Pará. As Figs. 4.4 a
4.10 mostram as plantas, Geral, Baixas e Acústicas das salas objeto de estudo. A
quantificação dos parâmetros estudados encontra-se descrita ao longo do texto e são
apresentados de forma resumida na Tabela 4.13.
_________________________________________________________________________61
Figura 4.3 – Posicionamento da Escola Estadual Paes de Carvalho na Região Metropolitana de Belém-PA.
Fonte: Prefeitura de Belém (2001)
_________________________________________________________________________62
Figura 4.4- Planta Geral da Escola Paes de Carvalho
Fonte: Vista Aérea, Ortofotos CODEIM (1998}
_________________________________________________________________________63
Figura 4.5- Planta Acústica da Sala 15 da Escola Paes de Carvalho.
_________________________________________________________________________64
Fig. 4.6 – Planta Baixa da Sala 15 da Escola Paes de Carvalho
_________________________________________________________________________65
Figura 4.7 - Planta Acústica da Sala 16 da Escola Paes de Carvalho.
_________________________________________________________________________66
Figura 4.8 - Planta Baixa da Sala 16 da Escola Paes de Carvalho.
_________________________________________________________________________67
Figura 4.9 - Planta Acústica da Sala 18 da Escola Paes de Carvalho.
_________________________________________________________________________68
Figura 4.10 – Planta Baixa da Sala 18 da Escola Paes de Carvalho.
_________________________________________________________________________69
4.2.1Procedimento Experimental
4.2.1.1 Medição de Nível de Pressão Sonora
O NPS foi obtido através de medições no ambiente, seguindo-se o procedimento
descrito anteriormente neste capítulo, para um total de cinco pontos no interior de cada uma
das salas de aula da escola. O medidor registrou o nível de pressão sonora global equivalente
(Leq) e os valores máximos presentes em cada um dos intervalos de tempo de medição.
Posteriormente, a partir dos dados obtidos foi estabelecido o valor médio de NPS, para cada
uma das salas de aula, o qual é usado para comparar com os parâmetros de conforto e
aceitabilidade estabelecidos pela NBR 10152-87 para salas de aula, ou seja, 40 dB(A) e 50
dB(A), respectivamente. A Tabela 4.13 apresenta os dados obtidos e permite verificar que as
três salas de aula da escola Paes de Carvalho não atendem a nenhum dos dois limites. A Fig.
4.11 apresenta os valores de Leq e NPSmax.
Figura 4.11- Valores Obtidos de Nível de Pressão Sonora em Cada Sala
4.2.1.2- Medição de Ruído de Fundo
Os valores de ruído de fundo foram obtidos para os mesmos cinco pontos em que se
mediu o NPS. As medições ocorreram na época de férias escolares, uma vez que a escola
funciona com quatro turnos diários e com apenas um breve intervalo de tempo entre cada um
dos turnos. Como já mencionado, as medições de ruído de fundo foram realizadas em duas
condições distintas, ou seja, janela aberta com ventilador ligado e janela fechada com
ventilador desligado, no turno da manhã e da tarde. Entretanto, foi verificado que os
resultados encontrados não apresentavam alterações significativas. A Fig. 4.12 apresenta os
resultados obtidos para cada uma das salas referentes ao turno da manhã.
_________________________________________________________________________70
Figura 4.12 - Níveis de Ruído de Fundo para as Três Salas.
A análise da Fig. 4.12 mostra que o parâmetro Leq, obtido para as três Salas
consideradas, traduz o que ocorre devido ao posicionamento de cada sala na planta da escola.
A sala 16 está localizada na fachada orientada à rua João Diogo e sofre forte influência do
ruído de tráfego desta rua, apresentando uma diferença clara entre as condições de janela
aberta e fechada. A sala 15, situada no pavimento superior, apresenta um amplo vazamento
acústico dirigido ao corredor orientado para o pátio central da edificação, e a sala 18,
localizada frente ao pátio interno, apresentaram valores menores do que da sala 16, uma vez
que este pátio é usado pelos alunos durante o recreio e como as medições foram realizadas na
época das férias escolares não havia a presença de pessoas neste pátio.
Uma vez que o Medidor de Nível Sonoro usado permite a determinação do espectro
sonoro, foi possível a obtenção do espectro sonoro em banda de oitava para cada um dos
cinco pontos de medição localizados em cada uma das salas de aula, conforme mostrado nas
Figs. 4.13, 4.14 e 4.15. Nas referidas figuras, observa-se que os maiores níveis sonoros
encontrados estão na banda de oitava correspondente á freqüência central de 500 Hz e
assumem os seguintes valores: Sala 15 = 75.7 dB(A); Sala 16 = 62,8 dB(A) e Sala 18 = 72,6
dB(A).
_________________________________________________________________________71
Figura 4.13 – Espectro em Banda de Oitava para a Sala 15.
_________________________________________________________________________72
4.2.1.3- Avaliação de Curvas NC
As curvas de avaliação de ruído, encontradas na norma NBR 10152-87, são conjuntos
de bandas de oitava que podem ser comparados com o nível de pressão sonora do ambiente.
Assim, a partir da Medição do espectro médio para cada uma das salas, é possível marcar
sobre as curvas NC, os níveis sonoros por banda de freqüência. Então, visualiza-se qual a
classe de NC que se acha associada ao ambiente sob análise, que é o valor mais alto de NC
obtido da interseção das curvas padrão com os pontos marcados, conforme pode ser
observado na Fig. 4.16, a qual fornece as seguintes classes de NC: Sala 15 e Sala 18 com
valores acima da Curva NC 70 estimando para a Sala 15 = NC 77; Sala 16 = NC 65 e Sala 18
= NC 75. Estes valores estão bem acima dos limites recomendados pela norma NBR 1015287, ou seja, NC 35 – NC 45.
Sala 15.
Sala 16.
Sala 18.
Figura 4.16 – Determinação da Curva NC para as salas de aula.
_________________________________________________________________________73
4.2.1.4 Medição para Estabelecimento da Relação Sinal/Ruído
A determinação da relação Sinal/Ruído para cada sala de aula foi feita a partir da
medição do nível de pressão sonora, com janela aberta e ventiladores ligados, tendo por
objetivo estabelecer a contribuição da voz da professora, posicionada a 1 m do quadro de giz,
no eixo central da sala e em condições normais de ditado de aula, com o medidor posicionado
frontalmente à professora, no eixo central da sala, a uma distância de 1 m, conforme mostrado
na Fig. 4.17. Os resultados são apresentados na Fig. 4.18.
Figura 4.17 – Esquema de Medição para Quantificação da Relação Sinal/Ruído.
Figura 4.18 – Parâmetros para a Determinação da Relação Sinal/Ruído.
_________________________________________________________________________74
Para a determinação da relação Sinal/Ruído é necessário determinar-se o NPS devido à
voz do professor (Sinal), o que é feito subtraindo o ruído de fundo do valor do NPS medido na
sala de aula, com a contribuição do ruído de fundo e da voz do professor, como segue:
SALA 15
NPS =
10 log(10
78, 9
10
− 10
71, 6
10
) = 78dB( A)
Relação Sinal/Ruído = 78 dB(A) – 71,6dB(A) = 7,6 dB(A)
SALA 16
NPS =
10 log(10
74 , 4
10
− 10
74 , 6
10
) = Ruído de Fundo > NPS com a Voz do Professor.
Relação Sinal/Ruído = Valor negativo.
SALA 18
NPS =
10 log(10
79 , 9
10
− 10
79 , 5
10
) = 69,34dB( A)
Relação Sinal/Ruído = 69,34dB(A) – 79,5dB(A) = -10,15dB(A)
Como pode ser percebido, somente no caso da sala 15 o NPS da voz do professor está acima
do ruído de fundo, mas abaixo do que é recomendado para que se tenha uma boa
inteligibilidade da palavra. Para as salas 16 e 18 a relação sinal ruído traduz uma total
inadequação do ambiente para a aprendizagem e uma constatação de que o professor não
eleva o nível de sua voz para se fazer entendido pelos alunos.
_________________________________________________________________________75
a) Cálculo do Tempo de Reverberação com Uso de Planilha do Excel
O Tempo de Reverberação para cada uma das salas foi calculado tendo por base uma
planilha desenvolvida no software EXCEL, Valle (2004), a qual permite o uso das fórmulas
de Sabine e Eyring, informando-se os tipos de materiais e as superfícies correspondentes. A
Fig. 4.19 apresenta uma visão geral da planilha de cálculo para os valores correspondentes à
Sala 15 e a Tabela 4.5 apresenta os valores de Tempo de Reverberação calculados para todas
as salas, segundo Sabine e Eyring.
Tabela 4.5 – Tempos de Reverberação por Banda de Oitava
TEMPO DE REVERBERAÇÃO(s)
SALA
TR
125
250
500
1000
2000
4000
15
Sabine
1,70
1,46
1,39
1,18
1,09
1,05
Eyring
1,62
1,38
1,31
1,10
1,01
0,97
Sabine
2,20
1,72
1,54
1,33
1,18
1,12
Eyring
2,13
1,65
1,47
1,26
1,11
1,05
Sabine
2,70
2,14
1,90
1,64
1,46
1,38
Eyring
2,62
2,06
1,82
1,56
1,38
1,30
16
18
_________________________________________________________________________76
Figura 4.19 – Planilha de Cálculo do Tempo de Reverberação - Sala 15
_________________________________________________________________________77
b) Cálculo da Inteligibilidade.
Método Subjetivo
Os testes de Inteligibilidade foram realizados segundo o mesmo procedimento
empregado pelo INMETRO, na avaliação da qualidade acústica de salas de aula localizadas
no município do Rio de Janeiro – RJ (MÜLER e NABUCO, 2002). A base de palavras
usadas no ditado constou de um total de 100 palavras monossilábicas (5 listas de 20 palavras
cada uma), conforme registrado na Tabela 4.6. O resultado do teste é obtido a partir da
identificação do número de acertos por parte dos alunos, estabelecendo-se um percentual de
entendimento por fila de carteiras e, em seguida, uma média para a sala toda.
Tabela 4.6 – Listas de Palavras Monossílabas Usadas no Teste de Inteligibilidade.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Lista 1
CHÃO
NUS
MÃE
FLOR
NÓS
TU
BOM
COR
GRÃO
VAI
DAR
DOIS
NEI
FIM
FÉ
TRI
RIM
FLA
COM
DÓ
Lista 2
MEL
CRUZ
VÉU
LÁ
XIS
VIR
PRA
LUZ
SOL
UM
QUIS
DEZ
VÓ
DOR
MÃO
NUM
RÃ
EU
MIL
NÉ
Lista 3
FÃ
NÃO
BOI
OI
MAR
POR
LÓ
CHÃO
JÓ
PÁ
TEU
ROL
TRÊS
CAI
SÃO
PAI
SOM
IR
JÁ
BEM
Lista 4
LER
PUM
TEM
TOM
PÃO
BIS
SUL
VÊ
FLU
DEI
DEUS
GIZ
REI
SÉ
BEL
PAR
VOZ
TREM
SEIS
AI
Lista 5
TER
PÓ
CÉU
PUS
SEM
PAU
CHÁ
LAR
TIL
VÃO
GÁS
QUEM
SER
AR
VI
ZÉ
TAL
SÓ
QUAL
SIM
_________________________________________________________________________78
Durante o ditado das palavras, os alunos foram mantidos nas mesmas posições, uma
vez que eles manifestaram a intenção de não mudar de posição durante o ditado de cada uma
das listas de palavras usadas.
O Índice de Discriminação de Fala (IDF), obtido no teste, deve ser avaliado conforme
o estabelecido na Tabela 4.7.
Tabela 4.7 -Classificação da Inteligibilidade segundo Meyer (1998).
IDF(%)
INTELIGIBILIDADE
85-100
Excelente
75-85
Boa
65-75
Satisfatória
50-65
Pobre
0-50
Ruim
Fonte: FERNANDEZ (2000)
Na sala 15 os ditados foram realizados com uma quantidade total de 29 alunos do 2°
ano, com idades entre 15 e 18 anos, obtendo-se assim uma média de 88 % de acertos nos
testes. Os resultados foram classificados segundo a qualificação da tabela 4.7 e são mostrados
na Tabela 4.8.
Tabela 4.8 - Classificação da Inteligibilidade Sala 15.
IDF(%)
Inteligibilidade
N° Alunos
85-100
Excelente
25
75-85
Boa
4
65-75
Satisfatória
X
50-65
Pobre
X
0-50
Ruim
X
Fonte: FERNANDEZ (2000)
_________________________________________________________________________79
Os resultados de percentagem de acerto por posição podem ser obtidos da Fig.4.20
Figura 4.20 - Percentagem de Acertos por Posição - Sala 15.
Para a sala 16, a média de acertos foi de 85,6%, para um total de 17 alunos do 3° ano,
com idade entre 17 a 20 anos, classificando-se a percentagem de acertos como mostrado na
Tabela 4.9 e a percentagem de acertos por posição conforme a Fig. 21.
Tabela 4.9 - Classificação da Inteligibilidade da Sala 16
_________________________________________________________________________80
A sala 18, com um total de 33 alunos do 3°ano, com idade entre 16 e 20 anos,
registrou uma média de acertos de 87,1 %, classificando-se a percentagem de acertos como
mostrado na Tabela 4.10 e a percentagem de acertos por posição conforme a Fig. 4.22.
Tabela 4.10 - Classificação da Inteligibilidade. Sala 18.
_________________________________________________________________________81
Formulação Matemática (%ALC)
Como já descrito no Capítulo III, o procedimento consiste na determinação da
diferença do NPS (LD – LR), entre os valores obtidos para os campos direto e reverberante,
através do uso da equação (3.9) e, juntamente com o valor do Tempo de Reverberação para a
banda de oitava correspondente à freqüência central de 2 kHz para determinar o valor de %
ALCons através da Fig. 3.4. A Classificação da Inteligibilidade se faz através da Tabela 4.11.
Tabela 4.11 - Tabela de Classificação da Inteligibilidade (%ALCons).
Valoração Subjetiva
%ALCons
Excelente
1,4%-0%
Buena
4,8%-1,6%
Aceitável
11,4%-5,3%
Pobre
24,2%-12%
Ruim
46,5%-27%
_________________________________________________________________________82
O procedimento de cálculo é a seguir apresentado, de forma detalhado, para a sala 15 e
a Tabela 4.12 apresenta o resultado da %ALCons para todas as salas pesquisadas da Escola
Estadual Paes de Carvalho:
SALA 15 Dimensões: 8,50 x 8,48 x 3,65m3
Para a determinação da diferencia do NPS (LD-LR) é usada a seguinte formulação
 Q.R 
LD − LR = 10 log 2  − 17dB
 r 
onde o valor de Q=2 Fator de Diretividade da fonte sonora na direção considerada (Q=2 no
caso da voz humana , considerando a direção frontal do orador)
O valor da Constante da Sala: R =
ST α
(1 − α )
Da Figura 4.19 Planilha de Cálculo de Tempo de Reverberação forem considerados os valores
de α para a banda de freqüência de 2kHz (maior contribuição a fala) obtendo o valor
α=
∑ (Sα )
ST
α = 38,63; S= 270,5
α
Material Superfície α (2kHz)
(*)
31
72,10
0,02
1,44
34
14,40
0,07
1,01
37
98,00
0,04
3,92
38
83,00
0,10
8,30
39
3,00
1,00
3,00
Alunos 40
20,40
Ar
0,56
270,5
38,63
α=
38,63
= 0,142
270,5
Substituindo o valor de α e da somatória das Superfícies , na formula da Constante da Sala:
R=
270,5(0,142)
(1 − 0,142)
38,41
= 44,76
0,858
R = 44,76
_________________________________________________________________________83
O valor de r é considerado pela distancia desde a fonte sonora (voz do professor) até o aluno
localizado na última fila. r =7
 2 x 44,76 
LD − LR = 10 log
 − 17dB
2

 7
LD − LR = −14,38
TR Sabine =1,09 obtido a partir da planilha do Calculo de TR
Entrando com os valores de TR obtido e com a diferencia de NPS(LD-LR) na figura obtemos a
% ALCons = 10
Figura 4.23 - Perda de articulação de consoantes (% ALC).
Tabela 4.12 – Valores de %ALCons para as Salas de Aula
SALA DE AULA
Perda de Consoantes
% ALCons [%]
15
10
16
11
18
12
_________________________________________________________________________84
4.2.2.3 Análises das Proporções da Sala
Considerando que a geometria de uma sala é um aspecto muito importante no
estabelecimento da qualidade acústica de um ambiente, foi feita uma análise da adequação das
salas de aula no que diz respeito às proporções geométricas das dimensões das mesmas. Para
tal, foi usado o diagrama de Bolt/Beranek/Newman alimentado pelos valores de comprimento,
largura e altura das salas.
No diagrama de Bolt/Beranek/Newman a posição relativa à sala analisada está
representada por um círculo vermelho, e as melhores proporções estão representadas por
pequenos quadrados coloridos, mas qualquer resultado dentro da curva pontilhada sinaliza
para a adequação do ambiente. Por outro lado, os autores do diagrama estabelecem as
seguintes regras básicas de orientação para a definição das dimensões de uma sala:
•
Não podem existir dimensões iguais ou múltiplas entre si: (dentro de 5% de
tolerância, para mais ou para menos). Por exemplo, uma pequena sala com 1,5
m de largura por 1,5 m de comprimento; ou ainda 1m de largura por 2 m de
comprimento. Isso causa ressonâncias indesejáveis (também chamados
“modos" ou "ondas estacionárias");
•
A maior dimensão não pode ser igual ou maior que 3 (três) vezes a menor: Por
exemplo, se uma sala tem 2,4 m de altura (menor dimensão), deve ter no
máximo uns 7 m de comprimento (maior dimensão);
•
Convencionando-se que a maior dimensão é o comprimento (C); a menor a
altura (H); e a intermediária, a largura (L); a sala precisa satisfazer às seguintes
condições: C/H > L/H e C/H ≤ (4,5 * L/H – 4). (SILVA, 2002).
A Fig. 4.24 apresenta os diagramas de Bolt/Beranek/Newman, para as salas de aula
15, 16 e 18 da Escola Estadual Paes de Carvalho, onde apenas a sala 16 é avaliada como
adequada por este critério.
_________________________________________________________________________85
SALA 15:
SALA 16:
SALA 18:
Figura 4.24 - Proporções das Salas 15, 16,18 da Escola Estadual Paes de Carvalho.
_________________________________________________________________________86
4.2.2.4 Modos e Densidade Modal.
A combinação de ondas incidentes e refletidas em uma sala dá lugar às interferências
construtivas e destrutivas o que é o mesmo, a aparição das denominadas ondas estacionária ou
modos próprios da sala. Cada modo próprio está associado a uma freqüência, igualmente
denominada própria, e por um nível de pressão sonora que varia em função do ponto
considerado.
O estudo analítico dos modos próprios se realiza mediante a Teoria da acústica
ondulatória que, conjuntamente com a acústica geométrica e a estatística constituem as três
teorias clássicas que fazem possível conhecer com rigor o comportamento do som em um
recinto qualquer.
O número de modos próprios é ilimitado, embora sua distribuição ao longo do eixo de
freqüência seja discreta, aumentando sua densidade com a freqüência. A presença de todos
eles provoca em cada ponto uma concentração de energia em torno das diversas freqüências
próprias, a qual confere um som característico a cada sala.
Os valores das freqüências próprias associados aos diferentes modos próprios
dependem da geometria e das dimensões do recinto e, em geral, sua determinação resulta
muito complexa (CARRION, 1998).
Gráficos usados para mostrar os modos da sala, dimensões (comprimento, largura e
altura) são usados em ms. As Fig. 4.25, 4.26 e 4.27 apresentam os resultados das simulações
para as salas 15, 16 e 18 da Escola Estadual Paes de Carvalho.
_________________________________________________________________________87
SALA 15
Figura 4.25 - Modos da Sala 15 (dimensões: 8,50 x 8,48 x 3,65 m3)
SALA 16
Figura 4.26 - Modos da Sala 16 (dimensões 8,63 x 5,28 x 3,65m3).
_________________________________________________________________________88
SALA 18:
Figura 4.27 - Modos da Sala 18 (dimensões: 8,85 x 8,47 x 3,65 m3)
_________________________________________________________________________89
Tabela 4.13 - Resumo dos Resultados dos Diferentes Parâmetros Avaliados - Escola Estadual Paes de Carvalho.
NP S
RUIDO DE FUNDO
dB (A)
SALA
L.eq
J.A/ V.L
L.máx L.eq
L.máx
TR
J.F/ V.D
Leq
INTELIG. FALA
2KHz
L.máx
Testes
%ALC
S/R
PROPORÇÃO
dB(A)
(Experimental) (Analítico)
15
73,2
86
61,9
67,3
50,4
58,7
1,09
88,8
10%
7,6
Inadequada
16
72,1
84,9
70,3
83,5
63,04
75,8
1,18
85,6
10%
RF>S
Adequada
18
Valores
76,2
40- 50
87,6
62
35dB
64,7
51,7
69,4
1,39
(*3)0,4(ASHA)
87,1
12%
≤5%
-10,15
15dB(A)
Inadequada
Adequada
Recomendados
(*1) NBR
(*2)ANSI
STANDARD
0,6 (ANSI)
(*1): NBR 10152/87
•
•
O valor inferior da faixa representa o nível sonoro para conforto, enquanto que o valor superior significa o nível sonoro aceitável para a finalidade.
Nveis superiores aos estabelecidos são considerados de desconforto, sem necessariamente implicar risco de dano a saúde.
(*2): (ANSI S12.60-2002, S)
•
•
•
Os níveis de ruído em salas de aula não devem exceder os 35 dB.
O tempo de Reverberação não deve exceder os 0,6 seg.
A relação Sinal/Ruído deve ser de +15dB para uma inteligibilidade adequada do discurso.
(*3): ASHA: American Speech and Hearing Association : 15dB S/N para a inteligibilidade adequada do discurso.
: 0,4 para o tempo de reverberação nas Salas de Aula..
_________________________________________________________________________90
4.3 ESCOLA VISCONDE DE SOUZA FRANCO
A escola Visconde de Souza Franco encontra-se localizada no bairro do Marco na
avenida Almirante Barroso, um dos motivos pelos quais foi esta escola motivo de estudo,
considerando-se esta avenida como a de maior fluxo de tráfego da cidade, e o interesse de
analisar como isto poderia influenciar nos resultados das medições.
Nesta escola foram estudadas duas Salas de Aula, uma delas (Sala 24) localizada no
primeiro pavimento na fachada principal da Escola orientada a Av. Almirante e a outra (Sala
12) na fachada posterior do prédio.
A Fig. 4.28 mostra a Planta Geral da Escola Visconde de Souza Franco e as Figs. 4.29
a 4.33 mostram as Plantas Baixas e Acústicas das salas 12 e 24, nas quais se deteve o estudo.
Os dados obtidos, no que diz respeito ao comportamento acústico de ambas as salas, são
apresentados de forma resumida na Tabela 4.14. De forma conclusiva, observando os dados
contidos nesta tabela pode-se concluir que as referidas salas são acusticamente inadequadas
para as suas finalidades.
4.4 ESCOLA ESTADUAL AUGUSTO MEIRA
O edifício para o CEAM situado no bairro de São Brás (Av. José Bonifácio com Av.
Gentil Bitencourt ) foi inaugurado em 1° de abril do ano de 1965.
A escola encontra-se localizada na Avenida Jose Bonifácio , avenida muito transitada.
Foram escolhidas duas Salas: a Sala A1B encontra-se situada próxima à avenida com a Janela
orientada para a área de estacionamento e de forma perpendicular à avenida como mostra a
figura
a Fig. 4.34, e as Figs. 4.35 a 4.37 mostram a Planta Geral da Escola e as Plantas
Baixas e Acústicas das salas A1B e A2G, nas quais se deteve o estudo. Os dados obtidos, para
a sala A1B com um total de 28 alunos da 5° série e para a sala A2G com 28 alunos da 8°
série, no que diz respeito ao comportamento acústico de ambas as salas, são apresentados de
forma resumida na Tabela 4.15 e, da mesma forma que para as outras escolas já apresentadas,
pode-se concluir, de forma geral, que as referidas salas são acusticamente inadequadas para as
suas finalidades.
_________________________________________________________________________________________________________________91
Figura 4.28 – Posicionamento da Escola Estadual Visconde de Souza Franco na Região Metropolitana de Belém-PA.
_________________________________________________________________________________________________________________92
Fontes: Uso da Edificação, Prefeitura de Belém 2001, Vista Aérea, CODEIM 1998
Figura 4.29 - Planta Geral da Escola Visconde Souza Franco.
_________________________________________________________________________________________________________________93
Figura 4.30 – Planta Acústica da Sala 12 da Escola Visconde de Souza Franco.
_________________________________________________________________________________________________________________94
Figura 4.31 – Planta Baixa da Sala 12 da Escola Visconde de Souza Franco.
_________________________________________________________________________________________________________________95
Figura 4.32 – Planta Acústica da Sala 24 da Escola Visconde de Souza Franco.
_________________________________________________________________________________________________________________96
Figura 4.33 – Planta Baixa da Sala 24 da Escola Visconde de Souza Franco.
_________________________________________________________________________________________________________________97
Tabela 4.14 - Resumo dos Resultados dos Diferentes Parâmetros Avaliados - Escola Visconde de Souza Franco.
NPS
dB(A)
SALA
RUÍDO DE FUNDO dB(A)
TR(s)
Intelig. Fala
J.A/V.L
2 KHz
Testes
%ALCons
J.F/V.D
S/R
PROPORÇÃO
Leq
Lmax
Leq
Lmax
Leq
Lmax
24
76,4
90,1
63,9
72,3
59,8
67,9
1,1
73,6
10%
RF>S
Inadequada
12
70,5
83,1
64,1
72,7
62,1
70,2
1,0
82,7
9%
-10,16
Inadequada
≤5%
15dB(A)
Adequada
0,4
Valores
40- 50
(*3) (ASHA)
0,6
Recomendados
(*1)
NBR
(*2) ANSI)
(*3) (ASHA)
(*1): NBR 10152/87
•
•
(*2): (ANSI S12.60-2002, S)
•
•
•
_________________________________________________________________________________________________________________98
Figura 4.34 – Posicionamento da Escola Estadual Augusto Meira na Região Metropolitana de Belém-PA
_________________________________________________________________________________________________________________99
Figura 4.35 – Planta Geral da Escola Estadual Augusto Meira
Fonte: Vista Aérea, CODEIM (1998)
_________________________________________________________________________________________________________________100
Figura 4.36 - Planta Acústica da Sala de Aula A1B.
_________________________________________________________________________________________________________________101
Figura 4.37 – Planta Baixa da Sala de Aula A1B
_________________________________________________________________________________________________________________102
Figura 4.38 – Planta Acústica da Sala de Aula A2G.
_________________________________________________________________________________________________________________103
Figura 4.39 - Planta Baixa da Sala de Aula A2G.
_________________________________________________________________________________________________________________104
Tabela 4.15 - Resumo dos Resultados dos Diferentes Parâmetros Avaliados – Escola Estadual Augusto Meira.
NPS
dB(A)
SALA
Leq
Lmax
RUÍDO DE FUNDO
TR
J.A/ V.L
2KHz
Leq
Lmax
J.F/ V.D
Leq
Intelig. Fala
S/R
PROPORÇÃO
Testes
%ALC
dB(A)
78,8
12%
Negativo
Inadequada
88,3
7%
-10
Inadequada
≤5%
15dB(A)
Adequada
Lmax
A1B
76,06
89
68,3
73,3
64,3
76,6
A2G
75,2
88,1
64,13
74,6
65,1
75,4
Valores
40- 50
0,4
Recomendados
*1
(ASHA)
1,25
(*1): NBR 10152/87
•
•
Níveis superiores aos estabelecidos são considerados de desconforto, sem necessariamente implicar risco de dano a saúde.
(*2): (ANSI S12.60-2002, S)
•
•
•
Os níveis de ruído em salas de aula não devem exceder os 35 dBA.
________________________________________________________________________105
4.5 ESCOLA MUNICIPAL BENVINDA DE FRANÇA MESSIAS
Esta escola foi selecionada para fazer parte dos estudos devido à sua localização e pela
característica física de suas salas de aula, as quais apresentam elementos vazados para
permitir a ventilação interna, mas deixando passar livremente o ruído externo ao ambiente da
Sala de Aula. Sua localização é no Bairro de São Braz, que é um bairro de tráfego intenso de
veículos, estando posicionada próximo à Av. Almirante Barroso, conforme mostrado na Fig.
4.38.
Na Fig. 4.39 é apresentada a planta geral da escola Benvinda de França Messias, com
a identificação das três salas escolhidas para serem analisadas, de acordo com a localização e
as características físicas de cada uma destas salas.
A sala 01, com as plantas baixa e acústica mostradas, respectivamente, nas Figs. 4.40 e
4.41, apresenta um tratamento de ventilação através de elementos vazados, com furos de 100
mm de diâmetro, e com as paredes que apresentam área vazada devido ao fato de não
chegarem até o teto (Salas Panorâmicas). Por outro lado, os muros não estão unidos aos
pilares, permitindo, por um lado melhorar a ventilação, mas prejudicando a acústica por
deixar passar livremente o ruído externo às salas de Aula.
A sala 03 tem as janelas orientadas para a Rua José Bonifácio.Assim, a escolha desta
sala foi feita para avaliar se a mesma apresentaria diferença significativa no que diz respeito
ao ruído de fundo, em relação às outras salas, sendo este o mesmo motivo pelo qual se
selecionou a sala 04, uma vez que esta se encontra em uma posição mais favorável ao silencio
dentro da escola. As Figs. 4.42 a 4.45 apresentam as Plantas Baixa e Acústica relativas às
salas 03 e 04. Os dados obtidos para a Escola Benvinda de França Messias são apresentados
na Tabela 4.16. Nesta tabela pode ser observado que os NPS`s medidos nas salas 01 e 03 são
elevados e estão em acordo com as suas localizações, onde o ruído externo excessivo
contribui de forma significativa para estes resultados, principalmente, para a sala 01 que está
posicionada em frente à Av. Almirante Barroso, que é uma avenida de tráfego intenso de
veículos.
Finalizando, pode-se concluir, como para as escolas anteriores, que as salas de aula
desta escola são acusticamente inadequadas para a função a que se destinam.
_________________________________________________________________________________________________________________106
Figura 4.40 - Posicionamento da Escola Municipal Benvinda de França Messias na Região Metropolitana de Belém-PA
Fonte: Uso da Edificação, Prefeitura de Belém ( 2001); Vista Aérea , CODEIM (1998)
_________________________________________________________________________________________________________________107
Figura 4.41– Planta Geral da Escola Municipal Benvinda de França Messias.
_________________________________________________________________________________________________________________108
Figura 4.42 - Planta Acústica da Sala 01.
_________________________________________________________________________________________________________________109
Figura 4.43 - Planta Baixa da Sala 01.
_________________________________________________________________________________________________________________110
Figura 4.44 – Planta Acústica da Sala 03.
_________________________________________________________________________________________________________________111
Figura 4.45 – Planta Baixa da Sala 03.
_________________________________________________________________________________________________________________112
Figura 4.46 – Planta Acústica da Sala 04.
_________________________________________________________________________________________________________________113
Figura 4.47 – Planta Baixa da Sala 04.
_________________________________________________________________________________________________________________114
Tabela 4.16 - Resumo dos Resultados dos Diferentes Parâmetros Avaliados - Escola Municipal Benvinda de França Messias.
NPS dB(A)
J.A/ V.L
SALA
Leq
Lmax
Lmax
Leq
V. L
J.F/ V.D
TR(s)
Intelig. Fala
2kHz
Testes %ALCons
S/R
PROPORÇÃO
dB(A)
Lmax
Leq
V. D
1
78
96,2
66,8
76,5
65,3
74,9
1,27
X
10%
3
74,7
90,7
69,1
79,0
62,0
79,4
0,89
69,1
7%
Inadequada
4
77,3
85,6
63,4
74,7
55,5
62,8
1,77
63,1
15%
Adequada
Valores
40- 50
Recomendado
*1
0,4
(ASHA)
≤5%
-10,15
15dB(A)
Inadequada
Adequada
(*1): NBR 10152/87
•
•
(*2): (ANSI S12.60-2002, S)
•
•
•
________________________________________________________________________115
4.6 LICEU-ESCOLA
Esta escola encontra-se localizada no Bairro de Icoaraci, entre as ruas Coronel
Juvêncio Sarmento e a travessa Andradas, bairro basicamente residencial com 02 escolas
estaduais, 10 linhas de ônibus.
Esta escola foi selecionada em virtude de apresentar uma geometria de sala de aula
não convencional. Trata-se de uma geometria hexagonal que apresenta nas paredes tijolos
furados que servem para melhorar a ventilação do ambiente, ao mesmo tempo em que não
recebe influência de ruído externo, uma vez que no planejamento geral da escola percebe-se o
cuidado em afastar a sala de aula da fachada principal do prédio.
A Fig. 4.46 mostra a Planta Geral do Liceu-Escola e as Figs. 4.47 e 4.49 mostram as
Plantas Baixas e Acústicas da sala do tipo “N”, respectivamente.
As medições nesta escola foram realizadas com um total de 27 alunos da 1°série e os
dados obtidos para sala “N” são apresentados na Tabela 4.17. De um modo geral, como no
caso das outras escolas, a sala pesquisada é inadequada acusticamente para a sua finalidade.
4.7 ESCOLA SILVIO NASCIMENTO
A escola municipal de 10 Grau Prof. Silvio Nascimento, está localizada no Bairro do
Condor, que ocupa um dos espaços periféricos ao sul da área metropolitana da Grande Belém,
considerado um dos mais populosos, com uma população estimada em 71.121 habitantes,
segundo os dados estatísticos demográficos do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
(IBGE) de 1990, encontra-se situada na Avenida Alcindo Cacela, N0 4164, entre a Rua dos
Apinagés e passagem Parintins, às proximidades do Rio Guamá, conforme pode ser
visualizado na Fig. 4.50.
Alunos e professores reclamam da infra-estrutura física da escola, principalmente,
quanto à ventilação, haja vista o calor excessivo que predomina nas salas de aula. Por outro
lado, nas salas de aula os alunos e professores ficam expostos continuamente aos ruídos
externos, fazendo com que os professores sejam obrigados a elevar a voz para se fazerem
compreendidos pelos alunos.
________________________________________________________________________116
A sala D da escola Silvio Nascimento, conforme pode ser observada na Fig. 4.51,
encontra-se posicionada frente à quadra esportiva da escola, sendo que a ventilação se da
através de tijolos furados em ambas paredes laterais e, portanto, recebe por ambos os lados o
ruído de tráfego e aquele proveniente das atividades esportivas, respectivamente. As Figs.
4.52 e 4.53 apresentam as Plantas Baixa e Acústica da referida sala de aula.
A Tabela 4.18 apresenta os dados que foram levantados para a sala D. Como pode ser
observado nesta tabela, o NPS medido ficou acima daquele recomendado para este tipo de
sala e, durante a medição, foi registrado um NPSonora máximo de 92,7 dB(A). De um modo
geral, as características desta sala não difere muito das salas de aulas das outras escolas, no
que diz respeito a sua adequação acústica, ou seja, ela também não é adequada para a sua
finalidade.
_________________________________________________________________________________________________________________117
Figura 4.48 - Posicionamento do Liceu-Escola na Região Metropolitana de Belém-PA.
Fonte: Prefeitura de Belém (2001}
_________________________________________________________________________________________________________________118
Figura 4.49 - Planta Geral do Liceu-Escola
_________________________________________________________________________________________________________________119
Figura 4.50 – Planta Acústica Sala “N” do Liceu-Escola.
_________________________________________________________________________________________________________________120
Figura 4.51 – Planta Baixa da Sala “N” do Liceu-Escola.
_________________________________________________________________________________________________________________121
Tabela 4.17 - Resumo dos Resultados dos Diferentes Parâmetros Avaliados - Liceu- Escola.
NPS dB(A)
SALA
V. L
Leq
Lmax
94,8
Leq
62,4
V. D
Lmax
68,4
Leq
56,1
TR(s)
INTELIG. FALA
2kHz
Testes
S/R
PROPORÇÃO
%ALCons dB(A)
Lmax
66,6
N
81,5
X
Valores
40- 50
0,4
Recomendados
(*1)
(ASHA)
X
X
X
Não se aplica
≤5%
15dB(A)
Adequada
(*1): NBR 10152/87
* O valor inferior da faixa representa o nível sonoro para conforto, enquanto que o valor superior significa o nível sonoro aceitável para a finalidade.
*
(*2): (ANSI S12.60-2002, S)
•
•
•
_________________________________________________________________________________________________________________122
Figura 4.52 - Posicionamento da Escola Municipal Silvio Nascimento na Região Metropolitana de Belém-PA.
_________________________________________________________________________________________________________________123
Figura 4.53 - Planta Geral da Escola Municipal Silvio Nascimento.
_________________________________________________________________________________________________________________124
Figura 4.54 – Planta Acústica da Sala “D” da Escola Silvio Nascimento.
_________________________________________________________________________________________________________________125
Figura 4.55 –Planta Baixa da Sala “D” da Escola Silvio Nascimento.
_________________________________________________________________________________________________________________126
Tabela 4.18 - Resumo dos Resultados dos Diferentes Parâmetros Avaliados – Escola Silvio Nascimento.
NPS dB(A)
SALA
V. L
Leq
Lmax
92,7
Leq
67,9
V. D
Lmax
92,7
Leq
65,7
TR(s)
INTELIG. FALA
S/R
PROPORÇÃO
2KHz
Testes
%ALCons
dB(A)
1,17
F
10%
-16,32
Inadequada
≤5%
15dB(A)
Adequada
Lmax
81,8
D
75,4
Valores
40- 50
0,4
Recomendados
*1
(ASHA)
(*1): NBR 10152/87
* O valor inferior da faixa representa o nível sonoro para conforto, enquanto que o valor superior significa o nível sonoro aceitável para a finalidade.
*
(*2): (ANSI S12.60-2002, S)
Os níveis de ruído em salas de aula não devem exceder os 35 dB(A).
•
•
•
O tempo de Reverberação não deve exceder os 0,6 s
(*3): ASHA: American Speech and Hearing Association : 15dB(A) S/N para a inteligibilidade adequada do discurso.
________________________________________________________________________127
4.8 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Tendo como objetivo deste capítulo avaliar os parâmetros que definem uma boa
qualidade acústica para as salas de aula de escolas da região metropolitana de Belém-PA,
foram escolhidas escolas que de certo modo representam as diversas situações encontradas no
município. Entretanto, o resultado deste levantamento é altamente preocupante, uma vez que,
de um modo geral, todas as salas encontram-se inadequadas para a atividade a que se
destinam, tendo por base a qualidade acústica que deve ter um ambiente como este.
A Tabela 4.19 apresenta os dados obtidos para todas as salas estudadas, tal que é
possível uma comparação entre elas. No que diz respeito ao NPS, a sala “N” do Liceu-Escola
foi a que apresentou o maior valor (81,5 dB(A)), embora não apresente o maior nível máximo
registrado durante a medição, o qual foi obtido para a sala 01 da escola Benvinda de França
Messias (96,2 dB(A)).
Tabela 4.19 - Valores dos Diferentes Parâmetros Avaliados nas Escolas
NPS
Escola Salas dB(A)
Leq Lmax
15
73,2
RUÍDO DE
FUNDO
dB(A)
Leq Lmax Leq Lmax
(*)
J.F
J.A / V.L
/ V.D
86,0 61,9 67,3 50,4 58,7
16
72,1
84,9
70,3
83,5
63,0
18
76,2
87,6
62,0
64,7
24
76,4
90,1
63,9
12
70,5
83,1
A1B
A2G
TR
(s)
INTEL.FALA(%) S/R
Testes %ALC dB(A)
1,4
88,8
10%
75,8
1,18
85,6
10%
RF>.S Adequa..
51,7
69,4
1,39
87,1
12%
-10,15
Inadeq.
72,3
59,8
67,9
1,1
73,6
10%
RF>.S
Inadeq.
64,1
72,7
62,1
70,2
1,0
82,7
9%
-10,16
Inadeq.
76,06 89,0
68,3
73,3
64,3
76,6
1,25
78,8
12%
Negat
Inadeq.
75,2
88,1
64,1
74,6
65,1
75,4
X
88,3
7%
-10
Inadeq.
1
78,0
96,2
66,8
76,5
65,3
74,9
1,27
X
10%
-10,15
Inadeq
3
74,7
90,7
69,1
79,0
62,0
79,4
0,89
69,1
7%
X
Inadeq
4
77,3
88,6
63,4
74,7
55,5
62,8
1,77
63,1
15%
X
Adeq.
L.E
N
81,5
94,8
62,4
68,4
56,1
66,6
X
10%
X
S.N
D
75,4
92,7
67,9
92,7
65,7
81,8
1,17
10%
-16,32
PdeC
AM
VSF
B.F.M
(*1)X
78,5
7,6
Propor.
Inadeq.
Inadeq.
(*) Janela aberta / Ventilador ligado; Janela fechada / Ventilador desligado
(*1) Os valores em X forem salas de primeira serie onde não foi possível avaliar mediante testes.
Os valores de Ruído de Fundo registrados na Tabela 4.19 estão todos elevados para
uma sala de aula, o que faz com que os professores, se quiserem ser compreendidos pelos seus
________________________________________________________________________128
alunos, elevem em muito o nível de suas vozes sacrificando, assim, as suas cordas vocais, as
quais poderão vir a apresentar problemas com o tempo. A sala 16 da Escola Estadual Paes de
carvalho foi a que apresentou o maior valor para a condição de janela aberta e ventilador
ligado (70,3 dB(A)) e a sala D da escola Silvio Nascimento foi a que apresentou o maior valor
para a condição de janela fechada e ventilador desligado (65,7 dB(A)).
Em relação ao Tempo de Reverberação, os valores quantificados para cada uma das
salas estudadas ficaram bem acima do valor de 0,4 s recomendado pela “American Speech
and Hearing Association – ASHA”. No que diz respeito a este parâmetro, a sala 04 da escola
Benvinda de França Messias foi a que apresentou o maior valor (1,77 s) e a sala 03, da mesma
escola, o menor valor (0,89 s).
Quanto à Inteligibilidade os testes indicaram que, pela classificação de Meyer (1998),
a maioria das salas receberam a classificação de Boa. Entretanto, no que diz respeito à
Articulação de Consoantes nenhuma das salas foi considerada adequada para a sua função,
uma vez que o parâmetro %ALCons deve ser menor do que 5 % e o menor valor registrado
para este parâmetro na Tabela 4.19 foi de 7 % para as salas A2G e 03 das Escolas Augusto
Meira e Benvinda de França Messias, respectivamente, embora as salas possam ser
consideradas com desempenho razoável, uma vez que o %ALCons encontra-se dentro da
faixa de 6,5 a 15 %.
Para todas as salas estudadas, a quantificação da Relação Sinal/Ruído demonstra que
o nível sonoro da voz do professor não foi satisfatório para uma compreensão perfeita por
parte dos alunos dos assuntos que foram objeto da aula ministrada, uma vez que o valor ideal
para este parâmetro é o valor de + 15 dB(A). Assim, nas condições atuais em que se encontra
cada uma destas salas de aula, os professores necessitam forçar as cordas vocais para alcançar
níveis sonoros que permitam uma relação Sinal/Ruído desta ordem.
Por último, quando se avaliam os parâmetros geométricos das salas de aula, ou seja,
verificam-se as Proporções entre as dimensões das salas a partir do diagrama
Bolt/Beranek/Newman, somente a sala 16 da Escola Estadual Paes de Carvalho e a sala 04 da
escola Benvinda de França Messias apresentam as proporções adequadas.Finalmente, a
avaliação dos diferentes parâmetros estudados permite concluir que as salas de aulas, de um
modo geral não estão nas condições necessárias para cumprir de forma eficiente com os seus
objetivos.
129
Capítulo V. Modelagem Acústica – RAYNOISE – Estudo de Caso.
_________________________________________________________________________
CAPÍTULO V
MODELAGEM ACÚSTICA – RAYNOISE – ESTUDO DE CASO
5.1 INTRODUÇÃO
De um modo geral, os profissionais que desenvolvem suas atividades na área da
acústica de interiores fazem uso ostensivo da equação tradicional de Sabine, desenvolvida no
século XIX. Entretanto, esta equação, como já descrito neste trabalho, tem sua aplicabilidade
quando o campo sonoro é difuso, o que raramente acontece nos ambientes reais, como por
exemplo, escritórios, salas de aula, galpões industriais, etc. devido à distribuição heterogênea
da absorção presente nestes ambientes e, ainda, pelo fato de que uma das dimensões do
ambiente é normalmente bem menor que as outras duas.
Por outro lado, diversos pesquisadores, cientes destas dificuldades, têm desenvolvido
métodos de cálculo que possam contornar estas limitações, mas tornando necessária uma
melhor definição dos dados a serem processados e um tempo de cálculo acentuado e que não
dispensa o uso de computador. Entre estes métodos pode-se destacar os seguintes:
•
Método de Elementos Finitos e Método de Elementos de Contorno, os quais se
baseiam na teoria da Análise Modal;
•
Análise Estatística Energética que utiliza o princípio da conservação de
energia, em que todas as definições e formulações são obtidas considerando-se
os valores médios no espaço e na freqüência;
•
Acústica Geométrica que é a teoria mais usada para a simulação de salas em
computador, inclusive por ser a mais intuitiva em função da analogia com a
óptica.
Neste capítulo apresenta-se um estudo de caso através da simulação computacional do
comportamento acústico de uma sala do prédio do Laboratório de Engenharia Mecânica da
UFPA, a partir do software comercial RAYNOISE, o qual utiliza os conceitos da Acústica
Geométrica. Este estudo é realizado objetivando-se estabelecer uma metodologia de análise
confiável de simulação, que validada por dados experimentais, possa ser usada para atestar a
efetividade do projeto acústico de uma sala de aula, apresentado como uma proposta
adequada para as escolas da rede municipal e estadual de educação do estado do Pará.
130
_________________________________________________________________________
5.2 O SOFTWARE RAYNOISE
O RAYNOISE é um programa comercial que foi desenvolvido para simular o
comportamento acústico de qualquer volume, seja ele fechado, parcialmente fechado ou
totalmente aberto, ou seja, ele permite realizar um estudo de qualquer recinto, com qualquer
geometria. Sua base teórica possibilita o cálculo da propagação acústica dentro do modelo
físico, incluindo: reflexões especulares e difusas; absorção do ar; absorção dos materiais
usados nas paredes, piso e teto; e a transmissão através de paredes. Por outro lado, apresenta
possibilidade de importação do modelo construído em outras plataformas computacionais, tais
como AutoCad, ANSYS, IDEAS, PATRAN, etc. a partir do qual os seguintes procedimento
de cálculo podem ser implementados:
•
Determinação de tempo de reverberação;
•
Obtenção de Mapas Acústicos;
•
Avaliação e otimização da inteligibilidade da palavra;
•
Melhor combinação de materiais absorventes;
•
Obtenção de Ecogramas;
•
Etc.
O RAYNOISE tem a sua estrutura teórica baseada no principio da acústica
geométrica, que assume que a energia sonora segue o caminho tracejado pelos raios sonoros,
do mesmo modo que ocorre no caso da óptica geométrica.
A teoria dos raios acústicos considera que o som se propaga em forma de um raio,
com propriedades semelhantes às encontradas na óptica geométrica. A reflexão é o fenômeno
mais importante para esta teoria. Para se chegar a esta simplificação, considera-se que o
comprimento de onda é infinitamente pequeno, comparado às dimensões da Sala. Em geral,
esta condição é verificada na prática, mas deve-se ficar atento ao fato de que, em baixas
freqüências, esta consideração pode não ser satisfatória (GERGES, 2000).
A arquitetura do programa é versátil e de fácil uso por parte dos usuários. A sua base
teórica é construída através de algoritmos que implementam os métodos da fonte imagem
especular (MISM) e de traçado de raios (RTM), colocando á disposição dos usuários métodos
híbridos que mesclam a natureza determinística, derivada do MISM, com algumas
características estatísticas do RTM.
131
_________________________________________________________________________
5.2.1 Método da Fonte Imagem Especular (Mirror Image Source Method - MISM)
O MISM assume que o som se propaga como um raio. Cada raio comporta-se como
uma onda plana, embora seja considerada a atenuação devido à divergência esférica. Por outro
lado, os efeitos ondulatórios são negligenciados, tais como difração e interferência, o que faz
com que este comportamento se verifique apenas para freqüências altas, onde o comprimento
de onda é muito menor do que as dimensões da sala.
No MISM, fontes imagem especular virtuais são usadas para permitir o traçado dos
raios que identificam os caminhos de reflexão sonora de um receptor para a fonte. Isto pode
ser facilmente ilustrado com um simples problema bidimensional de uma caixa retangular,
contendo uma fonte esférica no ponto S e um receptor no ponto R, conforme mostrado na Fig.
5.1. O procedimento é iniciado a partir da construção das imagens especulares do ponto S,
com respeito a todas as paredes, ou seja, as fontes imagem de primeira ordem S1, S2, S3 e S4.
Em seguida, a partir da determinação dos pontos de interseção das linhas SiR com as paredes i
correspondentes, pode-se rapidamente traçar as trajetórias de reflexão de primeira ordem,
conforme mostrado na Fig. 5.1. De forma idêntica, procede-se para a determinação de fontes
imagem especular de ordem superiores, conforme mostrado na Fig. 5.2 a qual estabelece a
construção de uma fonte imagem de terceira ordem identificada por S124. Este processo tem
que ser continuado até uma ordem prescrita de fontes imagem, após o que a contribuição
energética de cada fonte imagem é computada levando-se em conta a distância percorrida e as
atenuações ocorridas em cada reflexão.
Figura 5.1 -Trajetos de Reflexão de Primeira Ordem em Salas Retangulares.
132
_________________________________________________________________________
Figura 5.2 – Fonte Imagem de Terceira Ordem S124.
A principal limitação deste método é a necessidade de se realizar testes de visibilidade
para modelos de salas não retangulares. Esses testes podem demandar longos tempos de
processamento computacional, principalmente quando a geometria da sala é muito irregular,
há a presença de muitos objetos no interior da sala e o número de reflexão por parte de cada
raio é elevado. A Fig. 5.3 mostra um exemplo de um teste de visibilidade no qual o receptor
R1’ não é visível à fonte F1.
Figura 5.3 – Teste de Visibilidade: Receptor R1 visível a F1 e R1’ não visível a F1.
5.2.2 Método de Traçado de Raios (Ray Tracing Method - RTM)
No método de Traçado de Raios (RTM), supõe-se que a energia emitida pela fonte
sonora está distribuída em um número discreto de raios sonoros. Cada raio tem uma energia
inicial igual à energia total da fonte dividida pelo número dos raios e viaja na velocidade do
som, colidindo com as paredes, piso e teto onde é refletido de acordo com a lei da reflexão
especular. O nível de energia de cada raio diminui a cada vez que ocorre uma reflexão,
133
_________________________________________________________________________
através das propriedades de absorção dos materiais, e de forma progressiva pela absorção do
ar presente no ambiente. Quando o nível de energia presente no raio não for mais significativo
a sua propagação é interrompida e inicia-se o traçado do próximo raio.
A fim de calcular a energia sonora em pontos diferentes de uma sala, uma malha
receptora constituída de volumes finitos é definida e inicia-se um processo de verificação para
identificar os raios que cruzam o volume receptor. O número de raios que cruza o volume
receptor e as contribuições de energia desses raios permite a determinação do nível de pressão
sonora. As perdas devido à divergência esférica são incluídas em conseqüência da separação
crescente entre os raios enquanto eles se afastam da fonte com o passar do tempo.
A precisão dos resultados obtidos com este método apresenta limitações devido à
emissão de um número limitado de raios, o que não garante que todos os percursos dos raios
entre fonte e receptor sejam encontrados, e pelas dimensões finitas da célula receptora, o que
cria a possibilidade de se coletar falsos percursos ou coletar um mesmo percurso mais de uma
vez.
5.2.3 Métodos Híbridos
Os métodos híbridos combinam a natureza determinística derivada do MISM com
algumas características estatísticas do RTM, de modo a reduzir de forma significativa o tempo
de computação, além de eliminar a maioria das incertezas devido a natureza estatística dos
raios presente no RTM. No programa comercial RAYNOISE estão disponibilizados os
seguintes métodos híbridos: o Método dos Raios Cônicos (Conical Beam Method – CBM) e o
Método dos Raios Triangulares (Triangular Beam Method – TBM).
5.2.3.1 Método dos Raios Cônicos (CBM)
Neste método, feixes de raios na forma de cones são emitidos com seus vértices
posicionados sobre a fonte, conforme mostrado na Fig. 5.4. A propagação dos cones através
da sala é assegurada pela aplicação de um algoritmo de raios acústicos aos seus eixos. Uma
fonte imagem visível é encontrada quando um ponto de recepção se encontra dentro do
volume varrido pelo cone. Sua contribuição é calculada facilmente, usando a divergência
esférica no cone e, ao contrário do método da fonte imagem especular, nenhum teste de
visibilidade é necessário.
134
_________________________________________________________________________
Figura 5.4 – Feixe de Raios Cônicos e uma Fonte Imagem Visível.
A utilização do CBM leva ao aparecimento de dois problemas. O primeiro deles
consiste na detecção do mesmo caminho devido ao fato da sobreposição de cones adjacentes,
conforme mostrado na Fig. 5.5, que tem origem no fato dos cones não cobrirem de forma
completa a superfície esférica da fonte. Entretanto, o uso de um algoritmo de ponderação da
energia recebida faz com que as múltiplas contribuições produzam na média o nível sonoro
correto.
Figura 5.5 – Sobreposição dos Cones e a Compensação Feita pela Ponderação Máxima no
Centro e Mínima nas Bordas.
À medida que o cone se propaga à frente de propagação cresce e aumenta a chance
desta atingir uma aresta, fazendo com que haja o aparecimento do efeito de estreitamento do
raio e, conseqüentemente, algumas das fontes imagem visíveis serão associadas com um
caminho de reflexão errado e podem, por isso, não serem consideradas, como mostrado na
135
_________________________________________________________________________
Fig. 5.6. Por outro lado, alguma fonte imagem falsa pode ser considerada, principalmente, nas
fontes imagens de ordem elevada, o que pode ser reduzido por um número maior de raios e,
conseqüentemente, um ângulo sólido menor do cone, mas com um maior tempo de
processamento computacional. Entretanto, as falsas fontes imagem tendem a compensar as
fontes imagem perdidas pelo estreitamento dos raios. Na Fig. 5.7 visualiza-se o receptor 1,
relativo a uma fonte imagem falsa, e o receptor 2, relativo a uma fonte imagem perdida.
Figura 5.6 – Fenômeno de Estreitamento de Raio.
Figura 5.7 – Receptor 1, Relativo à Fonte Imagem Falsa e Receptor 2, Relativo à Fonte
Imagem Perdida.
136
_________________________________________________________________________
5.2.3.2 Método dos Raios Triangulares (TBM)
Este método é similar ao método CBM, diferenciando-se deste por utilizar pirâmides
de base triangular para repartir a frente de onda, ao invés de cones. Assim, não apresenta o
problema de superposição de feixes apresentado pelo CBM, uma vez que as pirâmides
adjacentes cobrem perfeitamente a fonte esférica. Entretanto, o problema de estreitamento de
feixes permanece.
No que diz respeito à utilização dos métodos híbridos, o método cônico é mais efetivo
nos casos onde o campo reverberante é muito forte e o método triangular é preferível quando
o campo direto é o predominante (GONZALES, 1999).
5.3 SALA ESTUDADA
Como sala de estudo foi usada a sala Nº 134, do Laboratório de Engenharia Mecânica
– LABEM, da Universidade Federal do Pará, a qual foi escolhida por se tratar de uma sala
simples e estar desocupada, ou seja, sem mobília.
Trata-se de uma sala de base retangular com 4,17 m de largura, 5,72 m de
comprimento e 3,30 m de altura. Tanto as paredes opostas quanto o piso e o teto são paralelas
e as arestas apresentam ângulos próximos de 90 graus. As paredes são de alvenaria e há a
presença de uma porta de madeira de 2,10 m de altura por 1 m de largura, bem como uma
abertura para instalação de ar condicionado delimitando uma superfície de vazamento de 0,45
m x 0,70 m. A Fig. 5.8 mostra uma vista em perspectiva da sala estudada, com destaque para
a posição da porta, da abertura vazada para posicionamento do aparelho de ar-condicionado,
balcão da pia e fonte sonora.
Figura 5.8 – Vista em Perspectiva da Sala Objeto de Estudo.
137
_________________________________________________________________________
5.4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
Com o objetivo de validar o procedimento de modelagem acústica, a partir do
programa RAYNOISE, foram realizados procedimentos experimentais que tiveram por base a
quantificação de parâmetros acústicos a serem usados como elemento de referência para
comparação com os resultados a serem gerados no RAYNOISE. Assim, os seguintes
parâmetros foram obtidos para a sala em estudo: Nível de Pressão Sonora, Ruído de Fundo e
Tempo de Reverberação.
5.4.1 Medição do Ruído de Fundo
O ruído de fundo presente no ambiente foi quantificado a partir de um total de seis
pontos posicionados no interior da sala, conforme distribuição de pontos apresentada na Fig.
5.9. O objetivo desta determinação foi o de se criar posteriormente na sala um campo acústico
com energia tal que não fosse necessária a correção posterior nos níveis de pressão sonora
medidos. A tabela 5.1 apresenta os resultados obtidos para cada um dos pontos, bem como o
valor médio para a sala.
Tabela 5.1 - Resultado das Medições de Ruído de Fundo
.FREQUENCIA
(Hz)
250
500
1000
2000
4000
RUÍDO DE FUNDO (dBA)
P1
42,6
45,1
34,6
33,2
29,8
P2
44,3
41,2
32,1
33,6
28,0
P3
41,9
40,7
35,8
32,4
28,3
P4
40,5
41,4
34,7
31,6
28,3
P5
40,3
38,5
32,8
29,1
32,4
P6
44,3
39,3
32,9
30,5
34,5
MÉDIA
(dBA)
42.5
41.6
34.0
32.0
30.9
5.4.2 Determinação dos Níveis de Pressão Sonora na Sala
A medição do NPS foi feita a partir de uma fonte sonora onidirecional, posicionada no
canto da sala e distante das paredes de 0,50 m em conformidade com a Fig. 5.8, alimentada
por um sinal gerado no analisador de freqüência, o qual foi amplificado de modo a gerar um
campo de pressão sonora no interior da sala com níveis bem acima (maior do que 15 dB) do
ruído de fundo medido, para cada uma das bandas de oitava, tal que não fosse necessária
correção do NPS para o ruído de fundo. A graduação do amplificador foi preservada para
138
_________________________________________________________________________
posteriormente se proceder à quantificação do nível de potência sonora da fonte nesta
graduação.
Um total de seis pontos foram disposto no interior da sala, a uma altura de 1,0 m do
piso, conforme pode ser visualizado na Fig. 5.9, a qual também destaca a forma na qual a
fonte sonora foi posicionada no interior da sala e a posição do microfone em um dos pontos
de medição. Os resultados para o NPS medido são apresentados na Tabela 5.2.
Figura 5.9 – Esquema para Medição dos Níveis de Pressão Sonora.
Tabela 5.2 – Níveis de Pressão Sonora Medidos no Interior da Sala
FREQÜÊNCIA
(Hz)
250
500
1000
2000
4000
NÍVEIS DE PRESSÃO SONORA (dBA)
P1
92,7
91,0
86,9
87,3
83,9
P2
92,5
91,5
87,6
87,3
83,7
P3
92,0
90,9
86,8
87,1
83,6
P4
91,0
91,0
87,3
87,0
83,4
P5
90,9
91,8
86,6
87,0
83,3
P6
89,4
90,8
87,6
86,7
83,3
5.4.3 Determinação dos Níveis de Potência Sonora da Fonte (NWS)
A modelagem da sala nas condições operacionais, nas quais foram realizadas as
medições de nível de pressão sonora, requer o conhecimento do nível de potência sonora
139
_________________________________________________________________________
(NWS) da fonte sonora usada para excitar o ambiente e gerar o campo acústico no interior da
sala.
Assim, uma vez que não se dispunha do NWS da fonte sonora e nem de um ambiente
acusticamente normalizado (câmara anecóica, semi-anecóica ou reverberante), foi realizado
um ensaio em um ambiente externo com características de um campo livre delimitado por
uma superfície refletora, segundo orientações da série de normas ISO 3740, as quais
descrevem os procedimentos a serem usados para a determinação do NWS de máquinas e
equipamentos em diferentes tipos de campos sonoros.
Por outro lado, sendo a fonte sonora onidirecional de boa qualidade, o procedimento
foi adaptado, de modo que somente cinco valores de nível de pressão sonora foram medidos
na superfície imaginária da semi-esfera de raio igual a 1 m que envolve a fonte sonora, ou
seja, um ponto foi posicionado acima da fonte e os outros quatro pontos foram posicionados
em um círculo paralelo à superfície refletora e distante dela de uma altura h, delimitada pelo
raio unitário e o ângulo de 45 graus como mostrado na Fig. 5.10. Assim, o ponto superior foi
designado por Ps e os demais por Pd, Pe, Pf e Pt.
Figura 5.10 – Posicionamento da Fonte Sonora e dos Pontos de Medição de NPS para
Determinação da Potência Sonora.
Obtidos os níveis de pressão sonora nos pontos selecionados sob a superfície da semiesfera, o nível de potência sonora da fonte pôde ser calculado, em bandas de oitava, através da
seguinte equação:
NWS = N P S − 20.log ( r ) − 8
(5.1)
onde NPS é o nível de pressão sonora médio em dB.
A Tabela 5.3 relaciona os níveis de pressão sonora medidos em cada um dos pontos,
bem como o NWS para a fonte sonora utilizada.
140
_________________________________________________________________________
Tabela 5.3 – Níveis de Pressão Sonora e de Potência Sonora – Fonte Onidirecional
NÍVEIS DE PRESSÃO SONORA (dB)
FREQÜÊNCIA
(Hz)
200,0
250,0
315,0
400,0
500,0
630,0
800,0
1000,0
1250,0
1600,0
2000,0
2500,0
3150,0
4000,0
5000,0
Pd
Pe
Pf
Pt
Ps
MÉDIA
NWS
(dBA)
88,6
89,5
88,5
85,5
80,5
70,7
77,1
81,8
80,0
79,0
75,5
77,9
78,2
77,2
77,1
88,9
89,6
88,6
86,2
81,6
76,6
72,1
82,1
82,5
80,3
76,5
73,2
78,5
71,6
75,1
88,7
89,5
88,1
84,5
78,8
70,5
79,9
83,2
81,1
78,3
78,6
82,8
80,3
78,7
76,3
89,2
90,0
88,8
86,3
82,5
75,1
73,7
81,5
80,7
79,7
78,1
80,9
80,6
74,0
75,6
88,6
88,8
86,9
81,8
73,3
83,6
88,3
87,6
77,7
85,1
86,6
86,0
84,5
84,2
78,7
88,8
89,5
88,2
85,2
80,3
78,2
82,4
83,9
80,6
81,3
81,3
82,0
81,1
79,3
76,7
96,8
97,5
96,2
93,1
88,3
86,2
90,4
91,9
88,6
89,2
89,3
90,0
89,1
87,3
84,7
NWS
(dBA)
101,6
95,0
95,3
94,3
92,2
5.4.4 Medição do Tempo de Reverberação na Sala
A medição de tempo de reverberação foi realizada com o objetivo de se determinar o
coeficiente de absorção sonora médio para a sala em estudo. O procedimento experimental
utilizado foi o da medição da função resposta impulsiva, a qual foi realizada em um total de
seis pontos, distribuídos de forma aleatória no volume interno da sala, para uma excitação de
impacto proveniente do choque entre dois pedaços de madeira.
O valor do coeficiente de absorção médio da sala foi obtido a partir da formulação de
Sabine, tendo como base o tempo de reverberação médio obtido da média aritmética dos
valores medidos nos pontos considerados. A Tabela 5.4 apresenta os valores de tempo de
reverberação e do coeficiente de absorção sonora médio da sala por banda de oitava.
Tabela 5.4 – Valores de Tempo de Reverberação e de Coeficiente de Absorção Médio.
FREQÜÊNCIA
(Hz)
250
500
1000
2000
4000
TEMPO DE REVERBERAÇÃO (s)
P1
2,99
2,54
2,17
2,07
1,79
P2
2,55
2,44
1,98
1,93
1,71
P3
2,66
2,36
2,03
1,89
1,68
P4 P5 P6
2,76 x 2,63
2,67 2,54 2,47
2,05 2,0 2,04
2,03 1,93 1,97
1,75 1,72 1,70
MÉDIA
2,71
2,50
2,04
1,97
1,72
αm (%)
0,04
0,04
0,05
0,06
0,06
141
_________________________________________________________________________
5.5 PROCEDIMENTO DE MODELAGEM DA SALA
A sala objeto de estudo foi simulada através do programa RAYNOISE. Entretanto,
como todo processo de simulação pressupõem a existência de um modelo, que nada mais é do
que uma representação aproximada da realidade, uma vez que ele incorpora as limitações
provenientes tanto do procedimento de cálculo empregado quanto da determinação precisa
dos dados de entrada, a calibração do modelo a partir de dados experimentais torna-se
necessária.
Assim, neste item será apresentada uma comparação dos resultados do programa
RAYNOISE com dados experimentais e dados de um modelo analítico (Propagação Sonora
em Campo Difuso), seguindo uma metodologia que toma por base a Curva de Propagação
Sonora, a qual é definida na norma VDI-3760.
5.5.1
Curva de Propagação Sonora
A curva de propagação sonora é a representação gráfica da função Propagação Sonora
– PS(r) definida pela norma alemã VDI-3760 como sendo a diferença do nível de pressão
sonora (NPS(r)), causado por uma fonte pontual fixa não direcional e de emissão estacionária,
e o seu nível de potência sonora (NWS), em função da distância entre fonte e receptor,
conforme a seguinte expressão matemática:
PS(r) = NPS(r) – NWS
(5.2)
Assim, para uma certa distância r, a propagação sonora quantifica a influência do
envoltório no nível de ruído de uma sala.
5.5.2
Resultados da Simulação Numérica e Analítica da Sala
A simulação numérica foi realizada no programa comercial RAYNOISE através do
método híbrido de análise, selecionando a opção de feixes de raio cônicos combinada com a
opção MAPPING, a qual utiliza como critério para abandonar um feixe de raios o parâmetro
Ordem de Reflexão, ao mesmo tempo em que estabelece que a computação da energia sonora
seja feita a partir da definição das superfícies de recepção dos raios.
142
_________________________________________________________________________
A geometria da sala sob estudo foi gerada no programa AUTOCAD 2000, com a
posição da fonte sonora onidirecional e dos pontos receptores de acordo com a Fig. 5.9, bem
como foram informados ao programa RAYNOISE os seguintes parâmetros adicionais:
•
Número de Raios = 50.000;
•
Ordem de Reflexão = 30;
•
Absorção Sonora do Ar, de acordo com valores constantes da biblioteca do
programa RAYNOISE;
•
Níveis de Potência Sonora da fonte, de acordo com a Tabela 5.3;
•
Valores de Coeficiente de Absorção para os materiais da porta, balcão e
superfície vazada, obtidos da literatura técnica disponível e apresentados na
Tabela 5.5.
•
Valores de Coeficiente de Absorção para o piso, teto e paredes da sala,
determinados a partir dos valores de α listados nas Tabelas 5.4 e 5.5;
Tabela 5.5 – Valores de Coeficiente de Absorção Sonoro
FREQÜÊNCIA
(Hz)
250
500
1000
2000
4000
PORTA
0,11
0,10
0,07
0,06
0,70
α (%)
BALCÃO
0,01
0,01
0,01
0,07
0,02
ABERTURA
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
As curvas de propagação sonora, para cada uma das bandas de oitava, são
apresentadas na Fig. 5.11, juntamente com aquelas obtidas para os dados experimentais.
Por outro lado, a abordagem analítica, com base no modelo de campo difuso,
estabelece que , a função de propagação sonora dada por:
 1
4(1 − α m ) 

PS (r ) = 10log 
+
2
S .α m 
 4.π .r
(5.3)
utilizando valores de αm idênticos aos usados na simulação numérica no programa
RAYNOISE, leva às curvas de propagação sonora também apresentadas na Fig. 5.11.
Como pode ser observado na Fig. 5.11, as respostas obtidas pela simulação numérica e
analítica afastam-se daquela obtida experimentalmente, o que pode ser explicado pela
simplificação teórica das abordagens e da imprecisão nos valores de coeficiente de absorção
143
_________________________________________________________________________
utilizados para representar a absorção sonora dos materiais presentes na sala sob estudo.
Entretanto, a simulação numérica realizada no RAYNOISE apresenta um comportamento
melhor, quando comparado aos dados experimentais, do que o modelo analítico baseado na
teoria do campo difuso.
5.5.3
Calibração dos Modelos da Sala
A diferença entre as curvas de propagação sonora podem ser minimizadas a partir da
alteração dos dados de entrada dos modelos, principalmente, no que diz respeito à propriedade
de absorção dos materiais que constituem as superfícies da sala, sem, entretanto, ultrapassar
os limites teóricos estabelecidos para o parâmetro que representa esta propriedade nos
modelos, ou seja, o coeficiente de absorção sonora.
Assim, com alterações dos valores de αm (Tabela 5.6), a partir do uso da formulação de
campo difuso, as curvas de propagação sonora se modificam, fazendo com que se confundam
com aquela devido aos dados experimentais, conforme mostrado na Fig. 5.12.
Tabela 5.6 – Valores de αm ajustados para os modelos Numérico e Analítico.
αm(%)/Freq.(Hz)
250
500
1000
2000
4000
Numérico
0,30
0,07
0,19
0,18
0,22
Analítico
0,36
0,09
0,18
0,17
0,22
144
_________________________________________________________________________
Figuras 5.11 – Curvas de Propagação Sonora Experimental, Numérica e Analítica.
145
_________________________________________________________________________
Figura 5.12 – Curvas de Propagação Sonora Experimental, Numérica e Analítica, para os
Modelos Calibrados.
146
_________________________________________________________________________
Por outro lado, após a calibração dos modelos, o campo sonoro fica perfeitamente
caracterizado a partir dos níveis de pressão sonora calculados em qualquer ponto dentro do
ambiente, conforme pode ser observado na Fig. 5.13, uma vez que os modelos reproduzem
com precisão aceitável os valores obtidos experimentalmente.
Neste capítulo foram apresentados procedimentos de análise numérica e analítica que
podem ser usados para a análise das características do campo acústico em recintos fechados.
Um caso exemplo foi apresentado e analisado, segundo duas formas distintas de
abordagem, a numérica e a analítica. O resultado destas abordagens mostrou que a abordagem
numérica através do programa comercial RAYNOISE apresentou um desempenho melhor,
quando comparado com os dados obtidos de modo experimental, do que o modelo analítico, o
qual é muito usado por profissionais da área da arquitetura na concepção e tratamento
acústico de ambientes. Por outro lado, ambas as formas de análise apresentaram desvios nos
valores da curva de propagação sonora em relação aos dados experimentais obtidos para a
sala sob estudo, o que se explica pela imprecisão dos dados de entrada da análise, seja no que
se refere à propriedade de absorção dos materiais presentes na sala ou das características da
fonte sonora utilizada durante as medições, representadas em ambos os modelos pelo nível de
potência sonora.
Uma tentativa de calibração mostrou que, com alterações nos valores do coeficiente de
absorção sonora, é possível a obtenção de curvas de propagação sonora bem próximas
daquelas obtidas experimentalmente e, em conseqüência, uma boa previsão do campo sonoro
no ambiente, a partir da determinação dos níveis de pressão sonora calculados em vários
pontos dentro do mesmo.
147
_________________________________________________________________________
Figura 5.13 – Comparação dos Níveis de Pressão Sonora para os dois Modelos.
Capítulo VI. Proposta Acústico Arquitetônica de um Ambiente Escolar Modelo
148
____________________________________________________________
CAPÍTULO VI
PROPOSTA ACÚSTICO-ARQUITETÔNICA DE UM AMBIENTE
ESCOLAR MODELO
A pesquisa desenvolvida nas escolas das redes municipal e estadual mostra, a
princípio, uma realidade que preocupa uma vez que grande maioria delas apresenta uma
acústica inadequada e sofre com o intenso ruído externo, provindo principalmente do tráfego
terrestre, provocando, ainda, o aumento dos ruídos internos, produzidos pelos próprios alunos,
o que prejudica ainda mais a aprendizagem, devido principalmente à dificuldade de
concentração e a comunicação truncada, além de levar ao aparecimento de problemas no
aparelho fonador do professor ao longo dos anos, pela necessidade que tem de falar em um
nível de voz mais alto com o objetivo de se fazer entendido pelos alunos.
Neste capítulo apresenta-se uma proposta alternativa de sala de aula, mantendo-se a
estrutura modular dos prédios, mas tal que as características geométricas e de materiais de
cada módulo possa contribuir para estabelecer um ambiente acusticamente adequado à
atividade de ensino, garantindo melhores condições de trabalho e saúde, para a população
envolvida, bem como contribuindo, em última instância, para níveis elevados de
aprendizagem. Finalmente, a proposta é analisada no software RAYNOISE, como forma de se
constatar sua adequação aos objetivos já delineados.
6.1 PRESUPOSTOS BÁSICOS DE UM ESPAÇO PEDAGÓGICO
A construção de um edifício escolar exige projetos adequados que ofereçam facilidade
e rapidez de execução e resultem em um edifício com mínimas exigências de conservação,
materiais bons e adequados, sem prejuízo da qualidade e da economia. Dentro deste contexto,
o projeto arquitetônico de escolas para ensino da rede estadual e municipal é geralmente
padronizado, concebendo o prédio escolar como uma estrutura modular composta por células
que representam as salas de aula.
A padronização dos ambientes baseia-se nas dimensões, exigências ambientais,
instalações, equipamentos e componentes básicos. Assim, a partir desta padronização, o
projetista organiza o espaço dentro de um determinado terreno, considerando a legislação
vigente do local. Entretanto, nota-se que o projetista usa pouco material de referência,
149
____________________________________________________________
enquanto cria a forma, limitando-se aos códigos e algumas listas de checagem, raramente
aplicando ao projeto simulação e/ou otimização (CHVATAL et al. 1998).
Por outro lado, o projeto do edifício escolar deve levar em consideração questões
relativas a isolamentos, nível de ruídos externos, clima, insolação, ventilação, iluminação,
natureza do subsolo, topografia, dimensões dos espaços internos, área disponível, bem como
outros aspectos que podem ser considerados relevantes para a realidade local. A Tabela 6.1
apresenta, de modo resumido alguns elementos importantes que devem ser observados
durante o projeto do edifício escolar, ou seja, as condicionantes ambientais a serem
respeitadas.
É preciso ressaltar, ainda, que algumas soluções ideais para a acústica arquitetônica
podem esbarrar em outros aspectos igualmente importantes para o projeto tais como conforto
térmico, iluminação ou funcionalidade, o que leva à necessidade da busca da conciliação entre
eles e a satisfação dos usuários.
Tabela 6.1 - Condicionantes Ambientais da Sala de Aula.
Fonte: Ficha Técnica Funda-Escola.
Deve-se, ainda, observar a densidade populacional, a qual pode ser definida pela
lotação do ambiente. Este fator depende, principalmente, da disponibilidade de área útil por
aluno dentro da sala de aula. Para o ensino fundamental, recomenda-se no mínimo 1,5 m2 por
150
____________________________________________________________
aluno e uma lotação máxima por professor de 30 alunos. A flexibilidade de uso desse espaço
educacional é visto como importante. Assim, as salas de aulas devem ter formato e dimensões
que permitam arranjos variados das carteiras e mesas para abrigarem atividades de ensino
como trabalhos individuais, em pequenos grupos ou em conjuntos. (KOWALTOWSKI e
MIKANI, 2001)
6.2 PROPOSTA DE SALA DE AULA MODELO
Inicialmente, apresenta-se o modelo de edifícios que hoje são usados pela Secretaria
de Educação – SEDUC, os quais consistem de um Bloco Básico composto por um total de
cinco salas de aula, conforme mostrado na Fig. 6.1, a qual apresenta uma planta baixa geral
do bloco e as vistas lateral e frontal de um módulo de sala de aula.
Figura 6.1 – Elementos do Edifício Escolar Proposto pela SEDUC.
Sob o ponto de vista da acústica, o modelo proposto pela SEDUC não representa uma
alternativa técnica adequada para ambientes que se destinam á sala de aula, uma vez que a sua
concepção apresenta uma considerável área de vazamento, representada pelas paredes
confeccionadas por tijolos furados, contribuindo para que os ruídos externos tornem a relação
sinal/ruído inadequada, devido aos altos valores de ruído de fundo, o que interrompe o
151
____________________________________________________________
processo de aprendizagem, conforme constatado nas escolas avaliadas no Capítulo IV deste
trabalho.
Por outro lado, as relações geométricas das dimensões da sala de aula levam a um
ponto fora da região recomendada pelo diagrama de Bolt – Beranek – Newmann, conforme
mostrado na Fig. 6.2.
Figura 6.2 – Diagrama de Bolt – Bereanek – Newmann para a Sala de Aula – SEDUC.
Assim, a sala de aula proposta objetiva minimizar os problemas acústicos encontrados
na sala de aula da SEDUC, além de possibilitar conforto térmico e lumínico, tornando a
proposição um ambiente qualificado tanto sob o ponto de vista da acústica quanto da
arquitetura. Para tal, os seguintes fatores serão considerados:
•
No aspecto arquitetônico: Geometria (as proporções adequadas, forma e
tamanho da sala) e Conforto Térmico e Lumínico (ventilação cruzada, tamanho
das janelas, orientação e posição de projeto das aberturas).
•
No aspecto acústico: Localização; Revestimentos internos; e Vazamentos.
6.2.1 Fatores Arquitetônicos
No que diz respeito a estes fatores, a premissa básica de orientação da nova proposta
foi a de manter as dimensões da edificação o mais próximo possível daquelas estipuladas pela
152
____________________________________________________________
SEDUC. Assim, uma pequena alteração na altura da sala, de 3,00 m para 3,50 m, já possibilita
uma adequação do ambiente ao diagrama Bolt – Beranek – Newmann, como mostrado na Fig.
6.3, tal que as dimensões básicas da sala de aula fica sendo 8.00 x 6.00 x 3.50 m.
Figura 6.3 – Diagrama de Bolt – Bereanek – Newmann para a Sala Proposta.
Uma vez estabelecidas às dimensões e proporções corretas para a Sala se considerou
criar ligeiras inclinações nas paredes, tendo por base que as paredes divergentes direcionam as
reflexões para o fundo da sala, mas sem alterar a área de planta proposta pela SEDUC. Então,
foram propostos ângulos de inclinação de 10° e de 27° nas paredes laterais, ficando a forma
da sala como apresentada na Fig. 6.4.
Figura 6.4 – Forma da Sala de Aula Proposta
153
____________________________________________________________
Na figura 6.5 podemos observar a forma em que a inclinação das paredes ajudam a direcionar
as reflexões laterais para o fundo da sala.
Figura 6.5 – Raios Acústicos
No que diz respeito ao conforto térmico, as primeiras considerações que são
usualmente feitas pelo projetista tratam da orientação solar e da ventilação através da
localização das aberturas dos ambientes que compõem o programa de projeto. Assim,
observa-se a posição da edificação segundo as direções norte, sul, leste e oeste, bem como a
direção predominante do vento em relação à orientação do ambiente e das aberturas
(ventilação cruzada em diferentes posicionamentos)(DA GRAÇA et. al., 2001).
Em relação à iluminação, buscou-se aproveitar a iluminação natural, a qual nos climas
tropicais úmidos, como no caso de Belém-PA, reduz de forma significativa a utilização de luz
elétrica, pois este tipo de clima permite a iluminação natural durante quase todo o período
diurno anual. Por outro lado, o controle da insolação é importante também em relação ao
conforto térmico e quebra-sóis podem ser usados tanto para o re-direcionamento, como para
difusão da luz.
154
____________________________________________________________
No caso da proposta, as aberturas tiveram como parâmetro para ventilação natural 1/8
da área do piso da sala de aula, definindo uma área de aberturas de 6m2 para uma área de
48m2 de piso. Portanto, de forma a captar o vento e permitir a ventilação cruzada dos espaços
internos, esta área de abertura foi posicionada na direção predominante do vento que, no caso
de Belém-PA, é N 45° L, conforme mostrado na Fig. 6.5, ficando o Bloco Básico de Salas de
Aula conforme a configuração apresentada na Fig. 6.6.
Figura 6.6 - Ventos em relação à Sala
Figura 6.7 – Planta Geral do Bloco Básico Proposto.
155
____________________________________________________________
6.2.2 Fatores Acústicos
Na sala de aula o que se busca é uma condição adequada para a inteligibilidade da
fala, uma boa distribuição do som e um tempo ótimo de reverberação, tal que se tenha uma
boa concentração e um ótimo nível de aprendizagem.
Portanto, a sala proposta deverá possibilitar um ambiente adequado para a
aprendizagem e, neste caso, deverá atender as seguintes recomendações:
1. Apresentar uma relação Sinal/Ruído acima de +15 dB enquanto que o tempo
de reverberação deve estar na faixa de 0,4 a 0,6 s;
2. Evitar paralelismo, de modo a prevenir o aparecimento de defeitos acústicos
(ecos e ecos palpitantes) que normalmente ocorrem entre fechamentos verticais
e entre piso e teto. O paralelismo e os materiais altamente reflexivos acentuam
os problemas levantados em relação à organização interna do ambiente;
3. O Nível Maximo de Ruído de Fundo na sala de aula deve ser baixo.
Para atender estas recomendações, a proposta de sala nova prevê a utilização de
materiais distintos daqueles usados na proposta conceitual da SEDUC, uma vez que a
obtenção de um tempo de reverberação baixo está associada à utilização de materiais
acústicos que permitam o aumento da absorção da energia sonora no ambiente, frente a
impossibilidade de diminuição do volume do ambiente. Por outro lado, as inclinações que
foram dadas nas paredes da sala, juntamente com a colocação de material absorvente no fundo
da sala, já permitem prevenir a existência de eco e do eco palpitante, mas torna-se necessário
ainda o uso de persianas acústicas nas aberturas, de modo a permitir a iluminação e ventilação
natural e minimizar a entrada de ruído externo, minimizando o ruído de fundo no ambiente. A
Tabela 6.1 apresenta a relação de material a ser usada na edificação da nova sala de aula
proposta.
156
____________________________________________________________
Tabela 6.2 – Relação de Material a ser Usado na Sala de Aula
6.3 ANÁLISE ACÚSTICA DA SALA DE AULA PROPOSTA
A análise acústica da sala de aula proposta foi realizada no programa comercial
RAYNOISE através do método híbrido de análise, selecionando a opção de feixes de raio
cônicos combinada com a opção MAPPING, a qual utiliza como critério para abandonar um
feixe de raios o parâmetro Ordem de Reflexão, ao mesmo tempo em que estabelece que a
computação da energia sonora seja feita a partir da definição das superfícies de recepção dos
raios, exatamente do mesmo modo em que se fez para a sala estudada no Capítulo V deste
trabalho.
A geometria da sala proposta foi gerada no programa AUTOCAD 2004 e é
apresentada na Fig. 6.7, já no ambiente do programa RAYNOISE. Nesta figura pode ser
identificada, ainda, a posição da fonte sonora, a qual representa a voz do professor com níveis
de potência sonora disponíveis na biblioteca do RAYNOISE e aqui apresentados na Tabela .2.
Figura 6.8 – Modelo da Sala de Aula com Indicação da Fonte Sonora.
157
____________________________________________________________
Tabela 6.3 – Valores dos Níveis de Potência Sonora para a Voz do Professor.
BANDA DE
OITAVA
(Hz)
125
250
500
1000
2000
4000
NWS (dB)
64
64
64
64
64
64
Para a execução da simulação numérica foram informados ao programa RAYNOISE
os seguintes parâmetros adicionais:
•
Número de Raios = 50.000;
•
Ordem de Reflexão = 30;
•
Absorção Sonora do Ar, de acordo com valores constantes da biblioteca do
programa RAYNOISE;
•
Valores de Coeficiente de Absorção para os materiais da parede, piso, teto, etc.
conforme a Tabela 6.3.
Tabela 6.4 – Valores de Coeficiente de Absorção Sonora
Material Material Material Material Material Material Material
FREQÜÊNCIA
1
2
3
4
5
6
7
(Hz)
125
250
500
1000
2000
4000
0,36
0,36
0,1
0,07
0,35
0,15
0,2
0,36
0,44
0,6
0,57
0,25
0,11
0,08
0,09
0,31
0,8
0,56
0,18
0,1
0,06
0,18
0,29
0,82
0,82
0,12
0,07
0,05
0,17
0,39
0,78
0,59
0,07
0,06
0,04
0,22
0,25
0,6
0,34
0,04
0,7
0,06
Durante a simulação, uma malha de pontos posicionada paralela ao piso foi concebida
de modo a se obter o NPS nas bandas de oitava e, assim, poder visualizar o campo acústico no
ambiente. As Figs. 6.8 a 6.13 mostram o campo acústico na malha de pontos em um diagrama
de cor para cada uma das bandas de oitava.
158
____________________________________________________________
Outra informação importante é o tempo de reverberação do ambiente (RT60) o qual
foi calculado pelo RAYNOISE em um total de cinco pontos, dando o resultado apresentado
na Tabela 6.4.
Tabela 6.4 – Tempo de Reverberação em Segundos.
FREQUÊNCIA
(Hz)
PONTOS DE OBTENÇÃO DO RT60
RT60
médio
125
1
0,54
2
0,54
3
0,54
4
0,55
5
0,54
250
500
0,38
0,76
0,39
0,76
0,39
0,75
0,39
0,77
0,39
0,74
0,39
0,76
1000
0,6
0,6
0,6
0,61
0,6
0,60
2000
0,61
0,61
0,6.1
0,62
0,6
0,61
4000
0,51
0,52
0,52
0,52
0,5
0,51
0,54
Figura 6.9 – Distribuição do Campo Acústico na Banda de Oitava de 125 Hz.
____________________________________________________________
159
____________________________________________________________
160
161
____________________________________________________________
6.4 MODELO DIFUSO x RAYNOISE
Para verificar a possibilidade de uso do modelo difuso para a previsão do NPS no
interior da sala de aula proposta, foi feito o mesmo procedimento já adotado no Capítulo V
deste trabalho e que diz respeito à comparação das Curvas de Propagação Sonora numérica e
analítica, sendo a curva analítica obtida através da Eq. (5.3) e os valores de αm calculados a
partir dos valores de absorção e área de revestimento usados na simulação numérica no
programa RAYNOISE. O resultado desta comparação é apresentado no conjunto de curvas
apresentadas nas Figs. 6.14.
162
____________________________________________________________
CPS 250 Hz
-6,0
-8,0
-10,0
-12,0
-14,0
-16,0
-18,0
PS (dB)
PsS (dB)
CPS 125 Hz
-6,0
-8,0
-10,0
-12,0
-14,0
-16,0
-18,0
2,3
2,7
3,5
3,6
4,5
2,3
2,7
3,5
3,6
4,5
Raynoise
-10,5
-12,0
-12,6
-13,0
-12,9
Raynoise
-15,5
-15,8
-16,0
-14,8
-12,6
Analítico
-11,36
-12,89
-12,89
-13,56
-13,66
Analítico
-12,6
-14,76
-15,5
-15,8
-16,0
Distância (m )
Distância (m)
CPS 1000 Hz
-6,0
-8,0
-10,0
-12,0
-14,0
-16,0
-18,0
PS (dB)
PS (dB)
CPS 500 Hz
-6,0
-8,0
-10,0
-12,0
-14,0
-16,0
-18,0
2,3
2,7
3,5
3,6
4,5
2,3
2,7
3,5
3,6
4,5
Raynoise
-12,8
-12,9
-13,0
-12,4
-11,0
Raynoise
-14,6
-14,8
-15,0
-14,0
-12,1
Analítico
-11,0
-12,4
-12,8
-12,9
-13,0
Analítico
-12,1
-14,0
-14,6
-14,8
-15,0
Distância (m )
Distância (m )
-6,0
-8,0
-10,0
-12,0
-14,0
-16,0
-18,0
CPS 4000 Hz
PS (dB)
PS(dB)
CPS 2000 Hz
2,3
2,7
3,5
3,6
4,5
Raynoise
-13,7
-13,9
-14,1
-13,2
-11,6
Analítico
-11,6
-13,2
-13,7
-13,9
-14,1
Distância (m )
-6,0
-8,0
-10,0
-12,0
-14,0
-16,0
-18,0
2,3
2,7
3,5
3,6
4,5
Raynoise
-13,0
-13,2
-13,2
-12,5
-11,1
Analítico
-11,1
-12,5
-13,0
-13,2
-13,2
Distância (m)
Figura 6.15 – Curvas de Propagação Sonora Numérica e Analítica
Neste capítulo foi apresentada uma proposta de uma nova sala de aula, tal que se
viabilizasse um ambiente adequado tanto no que diz respeito ao conforto acústico quanto ao
conforto térmico e lumínico.
Fatores de importância acústica e arquitetônica foram levados em conta, dando origem
a uma nova forma de sala e ao uso de materiais acusticamente adequados, sem, entretanto,
alterar significativamente as dimensões principais da sala de aula originalmente propostas
pela SEDUC. Assim, no que se refere às proporções entre as dimensões principais, estas
levaram a uma adequação do ambiente ao diagrama Bolt – Beranek – Newmann.
163
____________________________________________________________
Para comprovar a adequação acústica da sala proposta, foi realizada uma simulação no
programa RAYNOISE e feito o cálculo do tempo de reverberação em cinco pontos, obtendose um tempo de reverberação médio, por banda de oitava, dentro da faixa de valores
recomendados para este tipo de ambiente, ou seja, de 0,4 a 0,6 s, havendo um desvio para
mais (0,76 s) apenas na banda de 500 Hz.
O mapeamento do NPS no interior da sala foi feito para uma malha de quarenta e dois
pontos, produzindo diagramas de cor que permitem uma visibilidade da distribuição do campo
acústico por banda de oitava.
Finalmente, um teste foi realizado para verificar a adequação do uso do modelo
analítico de campo difuso para a sala proposta, tendo por base a Curva de Propagação Sonora.
As curvas quando sobrepostas, ou seja, as CPS numérica e analítica, mostram que há uma boa
concordância entre os dois modelos apenas para os pontos que estão posicionados
aproximadamente no centro da sala, sendo que a maior concordância se deu na banda de
oitava de 125 Hz, o que mostra a adequação do modelo analítico para reproduzir os resultados
do RAYNOISE na baixa freqüência.
____________________________________________________________
Figura 6.16 -Planta de Distribuição da Proposta da Salas de Aula.
130
____________________________________________________________
Figura 6.17– Seçôes da Sala de Aula Proposta
131
____________________________________________________________
Figura 6.18 - Perspectivas das Salas de Aula.
132
167
Capítulo VII. Conclusões e Recomendações.
_________________________________________________________________________
CAPÍTULO VII
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
7.1 CONCLUSÕES
O presente trabalho teve como objetivo geral contribuir de forma significativa para
a melhoria de projetos acústico-arquitetônicos de edificações escolares públicas, visando o
progresso das condições atuais em que se desenvolvem as escolas na cidade de Belém-PA,
principalmente, no que diz respeito à melhoria do processo ensino-aprendizagem através da
adequação da inteligibilidade da fala nas salas de aula.
Assim, foi realizada uma Revisão Bibliográfica referente às salas de aulas, e ao
estudo das condições em que estas se desenvolvem, no que diz respeito às características
acústicas necessárias, além de um estudo sobre a fundamentação teórica direcionada para
os ambientes escolares, destacando, principalmente, os parâmetros tempo de reverberação e
inteligibilidade da fala, a qual contribuiu para a formação de um acervo teórico importante
para a sustentação deste trabalho e verificação do estado da arte, direcionando para a
necessidade de estudo e proposição de um modelo de sala de aula para as escolas públicas.
Portanto, a partir da comprovação da natureza do problema e da adequação dos
objetivos deste trabalho, foi feita a delimitação de um grupo de escolas do setor público
estadual e municipal, localizadas em bairros distintos da região metropolitana de BelémPA, para as quais foram feitos levantamentos de parâmetros acústicos e arquitetônicos, de
modo a se caracterizar a qualidade acústica das mesmas, sendo a escolha realizada a partir
do posicionamento das escolas na região metropolitana de Belém-PA, da importância
histórica-cultural das mesmas e pelas características arquitetônicas que apresentam.
O resultado do levantamento dos parâmetros acústicos relativos às escolas
pesquisadas é altamente preocupante, uma vez que, de um modo geral, todas as salas de
168
_________________________________________________________________________
aula destas escolas encontram-se inadequadas para a atividade a que se destinam, tendo por
base a qualidade acústica que deve ter um ambiente como este.
A comparação dos Níveis de Pressão Sonora medidos em cada uma das escolas
mostra que a sala do tipo “N” do Liceu-Escola foi a que apresentou o maior valor (81,5
dB(A)), embora não apresente o maior nível máximo registrado durante a medição, o qual
foi obtido para a sala 01 da escola Benvinda de França Messias (96,2 dB(A)). De um modo
geral, todas as escolas estão com valores de NPS bem acima da faixa aceitável que é de 40
a 50 dB(A).
Os valores de Ruído de Fundo registrados para cada uma das salas de aula das
escolas pesquisadas estão bem acima dos valores recomendados na literatura técnica
pesquisada, o que faz com que os professores, se quiserem ser compreendidos pelos seus
alunos, elevem em muito o nível de suas vozes sacrificando, assim, as suas cordas vocais,
as quais poderão vir a apresentar problemas com o tempo. A sala 16 da Escola Estadual
Paes de carvalho foi a que apresentou o maior valor para a condição de janela aberta e
ventilador ligado (70,3 dB(A)) e a sala D da escola Silvio Nascimento foi a que apresentou
o maior valor para a condição de janela fechada e ventilador desligado (65,7 dB(A)).
No que refere-se ao Tempo de Reverberação, os valores quantificados para cada
uma das salas estudadas ficaram bem acima do valor de 0,4 s recomendado pela “American
Speech and Hearing Association – ASHA”. Por outro lado, a sala 04 da escola Benvinda de
França Messias foi a que apresentou o maior valor (1,77 s) e a sala 03, da mesma escola, o
menor valor (0,89 s).
Quanto a Inteligibilidade os testes indicaram que, pela classificação de Meyer
(1998), a maioria das salas receberam a classificação de Boa. Entretanto, no que diz
respeito à Articulação de Consoantes nenhuma das salas foi considerada adequada para a
sua função, uma vez que o parâmetro %ACL deve ser menor do que 5 % e o menor valor
registrado para este parâmetro foi de 7 % para as salas A2G e 03 das Escolas Augusto
Meira e Benvinda de França Messias, respectivamente, embora as salas possam ser
169
_________________________________________________________________________
consideradas com desempenho razoável, uma vez que o %ACL encontra-se dentro da faixa
de 6,5 a 15 %.
A quantificação da Relação Sinal/Ruído, para as salas de aula estudadas,
demonstra que o nível sonoro da voz do professor não foi satisfatório para uma
compreensão perfeita por parte dos alunos dos assuntos que foram objeto da aula
ministrada, uma vez que o valor ideal para este parâmetro é de 15 dB(A). Assim, nas
condições atuais em que se encontra cada uma destas salas de aula, os professores
necessitam forçar as cordas vocais para alcançar níveis sonoros que permitam uma relação
Sinal/Ruído desta ordem.
Por último, quando se avalia os parâmetros geométricos das salas de aula, ou seja,
verifica-se as Proporções entre as dimensões das salas a partir do diagrama
Bolt/Beranek/Newman, somente a sala 16 da Escola Estadual Paes de Carvalho e a sala 04
da escola Benvinda de França Messias apresentam as proporções adequadas.
Como fica patente, pela descrição feita, a avaliação dos diferentes parâmetros
estudados permite concluir que as salas de aulas, de um modo geral não estão nas condições
necessárias para cumprir de forma eficiente com os seus objetivos. Diante deste quadro,
este trabalho desenvolveu uma proposta alternativa de sala de aula, mantendo-se a estrutura
modular dos prédios, mas tal que as características geométricas e de materiais de cada
módulo possa contribuir para estabelecer um ambiente acusticamente adequado à atividade
de ensino, garantindo melhores condições de trabalho e saúde, para a população envolvida,
bem como contribuindo, em última instância, para níveis elevados de aprendizagem.
Ajudaram na conquista dessa meta, a análise de fatores acústicos e arquitetônicos,
que deram origem a uma nova forma de sala e ao uso de materiais acusticamente
adequados, alterando-se de forma pouco drástica a altura da sala de aula, como inicialmente
proposta pela SEDUC, tal que se obteve uma adequação do ambiente ao diagrama Bolt –
Beranek – Newmann.
170
_________________________________________________________________________
De modo conclusivo, a proposta de sala de aula foi validada acusticamente a partir
de um modelo desenvolvido para análise no programa comercial RAYNOISE, que através
da simulação pelo método da acústica de raios estimou valores de Tempo de
Reverberação dentro da faixa de valores recomendados para este tipo de ambiente, ou seja,
de 0,4 a 0,6 s, havendo um desvio para mais (0,76 s) apenas na banda de 500 Hz.
Finalmente, a partir da metodologia apresentada no Capítulo V deste trabalho, um
teste foi realizado para verificar a adequação do uso do modelo analítico de campo difuso
para a sala proposta, tendo por base a Curva de Propagação Sonora. As curvas quando
sobrepostas, ou seja, as CPS numérica e analítica, mostram que há uma boa concordância
entre os dois modelos apenas para os pontos que estão posicionados aproximadamente no
centro da sala, sendo que a maior concordância se deu na banda de oitava de 125 Hz, o que
mostra a adequação do modelo analítico para reproduzir os resultados do RAYNOISE na
baixa freqüência.
7.2 RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Uma continuidade natural desta pesquisa é a possibilidade de realizar simulações de
outros ambientes através dos métodos aqui utilizados, onde a calibração experimental dos
modelos deve assumir papel de relevo. Assim, a obtenção de expressões analíticas pode ser
feita, para cada um tipo de ambiente estudado, ou seja, salas de escritório, galpões
industriais, etc, tal que seja possível, a partir delas conceber a análise dos ambientes com
segurança e sem a necessidade de simulações computacionais complexas, facilitando o
desenvolvimento destes ambientes de forma a que eles apresentem um comportamento
acústico adequado.
Finalmente, realizar um trabalho experimental de levantamento de parâmetros
acústico, principalmente, tempo de reverberação e inteligibilidade da fala, de forma mais
precisa e, posteriormente, comparar com os resultados apresentados neste trabalho.
171
Referência Bibliográfica
____________________________________________________________
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÀFICAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS-ABNT. NBR 10.151/2000.
Acústica – Avaliação do Ruído em Áreas Habitadas, Visando o Conforto da Comunidade.Rio
de Janeiro, 2000
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT.NBR 10.152/1987. Níveis
de ruído para conforto acústico. Rio de Janeiro, 1987.
BARBOSA, M.; BERTOLLI, S. Avaliação e proposta de solução para o conforto acústico o
núcleo de desenvolvimento infantil (NDI) da UFSC. Encontro Nacional de Conforto no
Ambiente Construído, 2º, Florianópolis SC. 1993. p.295-299.
BERTOLI, S. Avaliação do conforto acústico de prédio escolar da Rede Pública: O caso de
Campinas. VI Encontro Nacional e III Encontro Latino-Americano sobre Conforto no Ambiente
Construído.ENCAC São Pedro, SP Novembro 2001.
BERTOLI, S. Desempenho Acústico de uma Sala de Aula com Características Especiais.
XX Encontro SOBRAC II Simpósio Brasileiro de Metrologia em Acústica e VibraçõesSIBRAMA. Rio de Janeiro, Outubro 2002.
BISTAFA, S.; BRADLEY, J. Reverberation Time and maximum background-noise level
for classrooms from a comparative study of speech intelligibility metrics. Journal of the
Acoustical Society of America, 107 (2), 861-874, 2000.
CARRIÓN, A. Diseño acústico de espacios arquitectónicos. Barcelona: Ediciones AlfaOmega
Capitulo I .p 45, 61-69.
CHVATAL ET AL. A prática do projeto arquitetônico em Campinas, S.P., e diretrizes para
oprojeto de edificações adequadas ao clima, NUTAU 98, ARQUITETURA E URBANISMO:
TECNOLOGIAS PARA O SÉCULO XXI, São Paulo, 1988.
.
DA GRAÇA, V.; KOWALTOWSKI, D.; PETRECHE, J.; YEE, Ch. Otimização de Projetos das
Escolas da Rede Estadual de São Paulo considerando Conforto Ambiental VI Encontro
Nacional e III Encontro Latino-Americano sobre Conforto no Ambiente Construído.ENCAC São
Pedro, SP Novembro 2001.
FERNANDES, J. Acústica e Ruídos. Faculdade de Engenharia-Unesp-Bauru Depto de
Engenharia Mecânica. São Paulo. Setembro 2002.
FERNANDES, J. Inteligibilidade Acústica da Linguagem. XIX Encontro da SOBRAC 2000
UFMG –Belo Horizonte. São Paulo. Setembro 2000.
172
____________________________________________________________
GERGES, S. Ruído: Fundamentos e Controle. Florianópolis: NR Editora, 2000. Capítulo
7 p 306.
GONZALES, J. et al. Experiencias Realizadas en Acondicionamiento Acústico de Salas
Dpto de Física Aplicada E.T.S. de Arquitetura Universidade de Valladolid. Revista
Montajes e Instalaciones. Enero 1999.
KOWALTOWSKI, D,; MIKANI, P. Avaliação da Funcionalidade de Prédio Escolar da Rede
Pública: O Caso de Campinas. VI Encontro Nacional e III Encontro Latino-Americano sobre
Conforto no Ambiente Construído.ENCAC São Pedro, SP Novembro 2001.
LABAKI, L,; BUENO-BARTHOLOMEI, C. Avaliação do Conforto Térmico e Luminoso
de Prédios Escolares da Rede Pública,Campinas – SP. VI Encontro Nacional e III Encontro
Latino-Americano sobre Conforto no Ambiente Construído.ENCAC São Pedro, SP Novembro
2001.
LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA. F. “Eficiência energética na arquitetura”.São Paulo,
1997.
LOSSO, M.; VIVEIROS, E. Avaliação Acústica de Edificações Escolares em Santa Catarina .
In: XX Encontro da SOBRAC, II Simpósio Brasileiro de Metrologia em Acústica e Vibrações –
SIBRAMA. Rio de Janeiro 2002.
LOSSO, M. Qualidade Acústica de Edificações Escolares em Santa Catarina:Avaliação e
Elaboração de diretrizes para projeto e implantação. Dissertação (Mestrado em Engenharia
Civil) PPGEC/UFSC. Florianópolis. 2003.
MELO, G. Acústica Interfere no ensino. Jornal do Comercio Recife Julho 2003.
MÜLLER, S.; NABUCO, M.; MASSARINI, P. Medição de Inteligibilidade da Palavra
em Duas Escolas Estaduais do Rio de Janeiro. In: XX Encontro da SOBRAC, II
SimpósioBrasileiro de Metrologia em Acústica e Vibrações – SIBRAMA. Rio de Janeiro.
2002.
MÜLLER, S.; NABUCO, M. Testes de Inteligibilidade e medições binaurais em Escolas
Públicas. Metrologia Aplicada a Qualidade Acústica de Salas de Aula.-INMETRO.Rio de
Janeiro.Novembro 2002.
NAGEN, M.; BERTOLI, S. Desempenho Acústico de uma Sala de Aula com características
especiais. XX Encontro da SOBRAC, II Simpósio Brasileiro de Metrologia em Acústica e
Vibrações – SIBRAMA. Rio de Janeiro Outubro 2002.
NAVARRO, M. Conforto Acústico em ambientes de Praças de Alimentação em
Shopping Centers. Dissertação (Mestrado em Engenharia Urbana PPGEU/UFPB.
João Pessoa –Paraíba 2003.
PEDRAZZI, et al. Avaliação do Desempenho Acústico em Salas de Aula do CEFET-PR.
173
____________________________________________________________
VI Encontro Nacional e III Encontro Latino-Americano sobre Conforto no Ambiente
Construído.ENCAC São Pedro, SP Novembro 2001.
RAYNOISE Manual, Numerical Integration Technologies N. V. (1993).
RECUERO, M. Acústica Arquitectónica Aplicada.Madrid: Editorial Paraninfo
ROMAN, M. ”Nuevos Estandares Acústicos para lãs Salas de Aula” El Mensaje De Presidente.
Diciembre 2002
RODRIGUES DE SOUZA, M. Previsão do Ruído em Salas por Raios Acústicos e Ensaios
Experimentais. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) PPGEC/UFSC. Florianópolis.
2003.
RUSSO, I. A importância da acústica e da psicoacústica para a audiologia: A influência
da acústica das salas de aula na percepção da fala. Revista Acústica e Vibrações. no16.
dez./1995. p. 18-22.
SEEP, B.; GLOSEMEYER, R.; HULCE, E.; LINN, M.; AYTAR, P.; COFFEEN, R.
Classroom Acoustics: A resource for creating learning environments with desirable
listening conditions. Acoustical Society of America. 2000.
SILVA, E.; Diagrama Bolt / Beranek / Newman. 2002.
SOLON DO VALLE , Planilha de Cálculo de Tempo de Reverberação 2004.
TAVARES, M., CLÍMACO, R. Análise do conforto sonoro em escolas do Distrito
Federal. In: ENCAC – 99. Fortaleza. 1999.
VIVEIROS, E.; Impacto de Ruído de Tráfego em Edificações:uma Metodologia de Avaliação
para o Planejameno Urbano. II Simpósio Brasileiro de Metrologia em Acústica e VibraçõesSIBRAMA. Rio de Janeiro, Outubro 2002.
174
____________________________________________________________
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA
BRÜEL; KJAER. Measurements in Building Acoustics. Disponível em: <www.bkhome.com.>
BISTAFA S.; BRADLEY, J. Predicting Reverberation Times in a Simulated Classroom.
Journal of the Acoustical Society of America, 108 (4), 1721-1731, 2000.
BRADLEY, J. S. Speech intelligibility in classrooms. Journal of the Acoustical Society of
America, 80 (3), 846-854, 1986.
BRADLEY, J. Optimising Sound Quality for Classrooms. In: XX Encontro da SOBRAC,
II Simpósio Brasileiro de Metrologia em Acústica e Vibrações – SIBRAMA. Rio de
Janeiro. 2002.
GOMES, M.; GERGES, S. Modelling of Room Acoustic parameters using MLS technique
and numerical simulation. Seventh International IBPSA Conference Rio de Janeiro,Brazil
August 2001.
GOYDKE, H. New international standards for building and room acoustics. Revista Applied
Acoustics, Braunschweig, Germany, V. 52, n. 3-4, p.185-196, Nov.-Dec. 1997.
GUCKELBERGER, D.; A New Standard for Acoustics in the Classroom. Trane Engineers
Newsletter 2003 Volume 32 No.1

avaliação acústica de salas de aula em escolas - O GVA

Transcrição

Documentos relacionados

COMCIÊNCIA No. 151

Conforto Acústico

Welcome to the fifth European Conference on Noise Control (title 18

Alguns conceitos sobre Ruído

ENSINO DE MASSA

Projeto: Vídeo-Aula Interativa Alexandre Rocha Valadares

os efeitos da exposição á música e avaliação acústica do

POLARIS - Microlux

Especificações Técnicas

LIVE House