Noise map as support instrument to achieve acoustic

Buenos Aires – 5 to 9 September 2016
st
Acoustics for the 21 Century…
PROCEEDINGS of the 22nd International Congress on Acoustics
Architectural Acoustics – Room and Building Acoustics:
FIA2016-52
Noise map as support instrument to achieve acoustic
performance of residences envelopment according
NBR 15.575-2013.
Fabiana Curado Coelho(a), Cândida Maciel(b), Jhennyfer Loyane Gama Pires(c), Ludmila de
Araujo Correia(d), Luis Fernando Hermida Cadena(e)
(a)
Síntese Acústica Arquitetônica, Brasil, [email protected]
Síntese Acústica Arquitetônica, Brasil, [email protected]
(c)
Centro Universitário Euro-Americano, Brasil, [email protected]
(d)
Universidade de Brasília / Centro Universitário de Brasília, Brasil, [email protected]
(e)
Universidad de San Buenaventura, Colombia, [email protected]
(b)
Abstract
Since 2013, the ABNT NBR 15.575-2013: Edificações Habitacionais – Desempenho defined
performance parameters of residential buildings, among which are inserted acoustic items. This
standard interferes in the projection methodologies of new buildings, including the definition of
envelopment. The noise exposure analysis of housing is required to fit it into one of the three
noise classes defined by the standard, in order to determine the minimum performance of air
sound insulation in every situation. The noise mapping is one of the instruments for the
determination of these classes, adopted by its distinguished ability to represent the sound
levels, as well as simulation of future scenarios. The aim of this study was to assess the
relevance of this instrument for the classification of a residential building, as well as its influence
on the definition of constructive guidance throughout the project stages. For case study adopts
a building in a satellite town of the Distrito Federal. The method began with the development of
the noise mapping in the evaluation and prediction software of environmental noise. As input
data were used cadastral maps, number of vehicles, legal project of the building venture,
existing sound sources and sound pressure level measurements. The obtained results identified
that the in-depth study of the sound environment of a site can bring more efficient alternatives in
decision-making at different stages of the project, especially if consolidated from the early
stages. Therefore, it enables a higher acoustic quality of the project, besides the reduction in
the cost required to adapt the acoustic performance.
Keywords: ABNT NBR 15.575, noise mapping.
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Mapa de ruído com instrumento de auxílio para o
alcance de desempenho acústico da envoltória de
residências, conforme ABNT NBR 15.575-2013.
1 Introdução
Publicada em 2013, a ABNT NBR 15.575 – Desempenho de Edificações Habitacionais [1] foi a
primeira norma na área de edificação que não tem como foco a prescrição da execução do
sistema construído. Apesar de apoiada por órgãos governamentais e de economia mista,
financiadores da construção de edifícios residenciais, a norma trouxe desafios ao mercado
imobiliário, principalmente no que se refere a matérias, como conforto acústico e térmico,
qualidade do ar e sustentabilidade.
Esta norma é composta por um conjunto de seis cadernos, os quais propõem definir
parâmetros para atendimento das necessidades dos usuários de edificação habitacional, a
partir de uma lista de requisitos para avaliação de desempenho da edificação. Para cada
critério de desempenho são estabelecidos três valores, que correspondem aos níveis mínimo,
intermediário e superior. Apenas os níveis de desempenho mínimo são obrigatórios. Os demais
níveis são facultativos ao construtor que desejar oferecer um produto de maior qualidade ao
mercado, e também são referências para que o consumidor leigo tenha parâmetros de
comparação entre diferentes edificações.
No decorrer dos últimos três anos após a publicação da norma de desempenho, é possível
identificar empiricamente uma mudança no processo de projetação dos edifícios residenciais.
Vários elementos e sistemas construtivos passaram a ser analisados com outros enfoques
técnicos. Por exemplo, a envoltória do edifício deve ser analisada quanto à sua capacidade de
redução do ruído aéreo do exterior para o interior do edifício. O desempenho de isolamento de
ruídos aéreos da fachada e da cobertura são mensurados através da Diferença Padronizada
de Nível Ponderada a 2 m de distância da Fachada – D2m,nT,w. A verificação deste critério deve
ser realizada através de medições in loco de acordo com os procedimentos da ISO 140-5 e dos
cálculos de ponderação da ISO 717-1.
Tendo em vista que diferentes residências estarão sujeitas a diferentes níveis de ruído, a ABNT
NBR 15.575 [1] define três grandes Classes de Ruído em que a maioria das residências
brasileiras estarão inseridas. Para cada uma dessas classes é estabelecido um nível de
desempenho mínimo de isolamento de ruído aéreo para fachadas e coberturas. A Tabela 1
transcreve as informações da tabela 17 da ABNT NBR 15.575-4, onde são descritas as
Classes de Ruído. O texto desta tabela é a única informação sobre Classes de Ruído contida
na ABNT NBR 15.575 [1]. Como as definições são vagas e os termos muito abrangentes,
passíveis de diferentes interpretações, muitas dúvidas e inseguranças surgiram tanto para
construtores quanto para consultores da área de acústica. A única referência externa que as
definições de classe trazem é a obediência a legislação ambiental de poluição sonora, ou seja,
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uma residência exposta a situação muito ruidosa será enquadrada na Classe III desde que
sua situação esteja de acordo com a legislação.
Tabela 1: Classes de ruído conforme exposição da habitação
Classe de Ruído
I
II
III
Localização da Habitação
Habitação localizada distante de fontes de
ruído intenso de quaisquer naturezas.
Habitação localizada em áreas sujeitas a
situação de ruído não enquadráveis nas
classes I e III.
Habitação sujeita a ruído intenso de meios
de transporte e de outras naturezas, desde
que esteja de acordo com a legislação.
D2m,nT,w [dB]
≥ 20
≥ 25
≥ 30
Nota 1 para vedações externas de salas, cozinhas, lavanderias e banheiros, não há requisito
específicos.
Nota 2 Em regiões de aeroportos, estádios, locais de eventos esportivos, rodovias e ferrovias,
há necessidade de estudos específicos.
Fonte: (ABNT, 2013)
O Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA afirma que níveis excessivos de ruído são
poluentes e que conforme suas atribuições, dispõe na Resolução N.º 001/90 [11], que "são
prejudiciais à saúde e ao sossego público, para os fins do item anterior os ruídos com níveis
superiores aos considerados aceitáveis pela norma NBR 10.151 - Avaliação do Ruído em
Áreas Habitadas visando o conforto da comunidade". A resolução estabelece que as normas
reguladoras de emissão sonora dos diferentes órgãos públicos, deverão ser compatíveis com a
mesma, a exemplo da Lei Distrital Nº 4.092 [12].
A ABNT NBR 10.151 [2] estabelece níveis de critérios de avaliação de acordo com a ocupação
do solo, considerando que atividades mais sensíveis devem estar expostas a níveis de pressão
sonoros mais baixos, e mais ruidosas podem ser locadas em regiões com maiores níveis de
critério, conforme Tabela 2 a seguir. A definição destes valores pressupõe que os planos de
ordenamento territorial - elaborados e revisados pela administração dos municípios considerem as condições conflitantes das diferentes atividades. Entretanto, é comum encontrar
nas cidades brasileiras áreas predominantes residenciais lindeiras a parques industriais ou
áreas de intensa atividade recreativa, fazendo com que na prática as habitações estejam
inseridas em ambientes sonoros com diferentes níveis de pressão sonora. Tal fato justifica a
determinação de Classes de Ruído proposta pela Norma de Desempenho.
Tabela 2: Reprodução da Tabela 1 da ABNT NBR 15.575-3
Tipos de áreas
Áreas de sítios e fazendas
Áreas estritamente residencial urbana ou de hospitais ou de escolas
Área mista, predominantemente residencial
Área mista, com vocação comercial e administrativa
Área mista, com vocação recreacional
Área predominantemente industrial
Diurno
40
50
55
60
65
70
Noturno
35
45
50
55
55
60
Fonte: (ABNT, 2000)
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Na tentativa de contribuir com a aplicação da Norma de Desempenho, a Associação Brasileira
para Qualidade Acústica - ProAcústica, publicou em novembro de 2013 o Manual ProAcústica
sobre a Norma de Desempenho [3], um guia prático sobre projeto e avaliação de desempenho
acústico, reunindo e comentando as informações referentes a acústica contidas nas ABNT
NBR 15.575. Além disso o documento traz esclarecimentos sobre os procedimentos das
normas ISO para ensaios de campo e indica a utilização de normas ISO para procedimento de
cálculo de projeto. Mas a maior mudança apresentada pelo guia foi relacionar, a título
informativo, valores para os níveis de pressão sonora incidentes a 2 m da fachada com as
definições de Classes de Ruído estabelecidas na Norma de Desempenho, como apresentado
na tabela 3 abaixo.
Tabela 3: Valores de LAeq para Classe de ruído apresentados no Manual ProAcústica
Classe de ruído
I
II
III
Nível de pressão sonora equivalente LAeq - dB
Até 60dBA
60 a 65dBA
65 a 70dBA
Fonte: (ProAcútica, 2015)
Tais valores são coerentes tanto com a ABNT NBR 10.151[2] quanto com a ABNT NBR
15.575[1], visto que o nível de pressão sonora de 70dB, estabelecido como teto para a Classe
de Ruído III, é o máximo permito pela legislação. Para a determinação das demais classes,
observamos uma redução sequencial de 5dB, similar ao que ocorre na determinação de valor
do D2m,nT,w mínimo da fachada em cada classe. Sendo assim, na elaboração deste trabalho,
esses valores foram adotados para a determinação da Classe de Ruído.
Algumas construtoras têm solicitado auxílio na determinação de classe, através de
metodologias mais técnicas, buscando reduzir as divergências de interpretações e futuros
questionamentos. Por tanto, o uso de ferramentas de predição de níveis de pressão sonora
apresenta-se com uma técnica adequada a situação, principalmente se a elaboração de mapas
de ruído adotar as metodologias de construção e de cálculos consolidadas e normatizadas
internacionalmente. Estas ferramentas de predição de níveis de pressão sonora, além de
simular o estado atual dos locais onde serão desenvolvidos os projetos de edificação (a partir
de dados de tráfego, de fontes pontuais, paradas de ônibus, estacionamentos, etc.) permitem
também projetar as mudanças que podem ocorrer no entorno acústico devido ao incremento da
carga veicular e da aparição de novas fontes de ruído. Além disso, a representação gráfica dos
níveis sonoros, proporcionada pelo mapa, é acessível aos técnicos da construção civil e aos
usuários da edificação, o que facilita a comunicação entre os diferentes interessados.
O objetivo deste trabalho foi verificar a relevância desse instrumento para a classificação de um
edifício residencial conforme a ABNT NBR 15.575, bem como sua influência na definição de
diretrizes construtivas ao longo das etapas de projeto. Para isso adotou-se um estudo de caso
apresentado a seguir.
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2 Metodologia
2.1
O Estudo de caso
A edificação selecionada como estudo de caso está localizada em uma cidade satélite 1 do
Distrito Federal. É composto por três torres, uma de uso comercial e duas de uso residencial,
assentadas sobre um embasamento que abriga um centro comercial, garagem e área de lazer
residencial. O empreendimento abriga mais de 250 unidades independentes entre residências,
salas comerciais e lojas, o que o caracteriza como um polo gerador de tráfego de grande porte,
conforme Instrução Normativa Conjunta nº 01/2013 [9] do Governo do Distrito Federal. Em
atendimento ao Decreto Distrital nº 33.740/2012 [10], que regulamenta a obrigatoriedade de
estudos de impacto de trânsito, foi elaborado um Relatório de Impacto em Sistema de Trânsito
- RIST para esse empreendimento.
O terreno onde se localiza este empreendimento possui dois acessos, um através de uma
avenida coletora de grande movimento e outro através de uma rua local. No seu entorno as
edificações são predominantemente baixas e constituem uma massa edificada contínua. A
análise das características do empreendimento, de acordo com o conceito de permeabilidade
acústica indicado por Lygia Niemeyer [6], demonstra que as unidades habitacionais estariam
expostas a diferentes níveis sonoros.
A elaboração do mapa de ruído apresentou-se como a ferramenta técnica mais adequada para
simular o diferente impacto sonoro provenientes das fontes existentes no local. Além disso o
mapa de ruído, também poderia simular o incremento sonoro advindo do aumento do tráfego
veicular gerado pela implantação do próprio empreendimento.
2.2
Elaboração do Mapa de Ruído
Para elaboração do mapa de ruído, foram seguidas as orientações apresentadas no
documento Directrizes para Elaboração de Mapas de Ruído [7] publicado pela Agência
Portuguesa do Meio Ambiente. Os dados utilizados buscaram representar os fatos de um dia
típico, em que as condições de operação das fontes (trafego e comércio) se aproximam das
condições médias anuais. Para elaboração do modelo computacional utilizamos o programa
Cadna-A v 4.6, desenvolvido pela DataKustik.
2.2.1 Dados de Topografia
Os dados de topografia, o georreferenciamento de vias e edifícios existentes foram extraídos
dos mapas cartográficos do Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas – SIRGAS,
cedido pelo Governo do Distrito Federal. Estes dados foram complementados por informações
coletadas no local e/ou extraídas do Google Earth. As alturas das edificações e a existência de
fontes sonoras pontuais foram verificadas em visitas a campo.
Após construção da base CAD, os dados foram importados para o Cadna-A, onde o modelo 3D
foi construído. Ao final, o modelo 3D foi avaliado quanto a imperfeições topográficas ou de
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Para assegurar a privacidade da construtora e seus usuários, não será informada a localização exata
do empreendimento.
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forma e quando necessários procedeu-se a correção manual. No programa foram selecionados
com procedimentos de cálculo para ruído de trafego a norma RLS 90 e para fontes pontuais a
norma ISO 9613.
2.2.2 Dados de Volume de Tráfego
Para identificação do volume de tráfego, foram utilizados dados do sistema de controle de
trafego do Departamento de Transito do Distrito Federal – DETRAN-DF, e informações do
Relatório do Impacto sobre o Sistema de tráfego (RIST) desenvolvido para o empreendimento.
Foram analisados os dados das contagens volumétricas veiculares da avenida coletora durante
o mês de Abril de 2015 nos dois sentidos de fluxo. Selecionou-se os dados das terças, quartas
e quintas feiras em horários pico e não pico, diurno e noturno, afim de verificar a diferença de
contagem no decorrer de 24 horas. A partir de estes dados se encontrou que, no mês de
estudo, a avenida coletora, em um sentido, apresentava um decaimento de 10% nos horários
não pico, em relação ao horário pico, e um decremento do 75% entre o horário diurno e
noturno. Em relação ao outro sentido da mesma via, verificou-se que o decaimento entre os
horários picos e não picos era de 19%, e o decaimento entre o horário diurno e noturno era de
76%.
Para a análise do fluxo veicular das demais vias locais, foram usadas as contagens do volume
veicular apresentadas no RIST. O volume veicular do horário não pico foi estipulado a partir da
comparação porcentual entre os volumes máximos e mínimos apresentados no documento.
Para a determinação da porcentagem de veículos pesados, também foram utilizados os dados
de contagem do RIST, tanto para avenida coletora, quanto para as vias locais. Estes dados
compõem as informações do cenário atual.
Para a determinação do número de veículos projetados do cenário pós implementação do
empreendimento, foram acrescidos os números de viagens projetadas e informadas no RIST.
No entanto, a porcentagem do número de veículos pesados foi mantida conforme cenário atual,
bem como o decréscimo de 75% no número de veículos no período noturno, conforme
observado na análise dos dados do DETRAN-DF.
2.2.3 Calibração do Modelo de Simulação Acústica
Após a construção, o modelo digital foi calibrado, a partir da medição dos níveis de pressão
sonora nos dois sentidos da avenida coletora com contagem simultânea de veículos, em um
dia típico em horário não pico.
O modelo 3D foi alimentado com os dados de contagem veicular, então determinou-se o tipo
de superfície das vias e velocidade média dos veículos. Finalmente, foi processada uma
simulação acústica do modelo para comparação dos resultados simulados aos obtidos na
medição sonora.
A diferencia entre os valores medidos e os valores simulados foi de -1,4dB que está dentro da
faixa de variação de 3dB recomendado para este tipo de simulações.
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3 Resultados
A figura 1 apresenta o mapa de ruído da região lindeira ao empreendimento obtido a partir do
modelo calibrado alimentado com dados coletados e projetados.
Figura 1: Mapa de ruído do entorno
Neste mapa são apresentados os valores de nível de pressão sonora referente ao período de
24 horas. A Figura 2 apresenta, em detalhe, os valores máximos dos níveis de pressão sonora
incidentes a 2 m da fachada das torres projetadas.
Figura 2: Níveis máximos de pressão sonora incidentes a 2 m das fachadas originais
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É possível observar uma grande diferença do nível de pressão sonora nas diferentes faces dos
edifícios. Conforme a simulação, a fachada mais protegida apresenta o valor de 49dB enquanto
a mais exposta apresenta valores de 68dB. Considerando os valores de nível de pressão
sonora propostos no Manual da ProAcústica, as diferentes fachadas são enquadradas em
diferentes classes de ruídos, e cada fachada deve apresentar um D 2m,nT,w correspondente a
cada situação.
Se existirem janelas de dormitórios em todas as fachadas, possivelmente, seriam necessários
três modelos de esquadria com diferentes índices de atenuação sonora para atender ao
desempenho mínimo de cada classe.
Entretanto é notório que este arranjo volumétrico das torres, não favorece o efetivo
sombreamento acústico de nenhuma delas. Uma disposição diferente poderia aumentar a área
de sombra acústica sobre as torres residenciais. A torre de uso comercial poderia ser utiliza
como barreira, sendo locada mais próxima a fonte de ruído, partindo da premissa de que a
maioria das atividades comerciais são menos sensíveis as exposições sonoras do que
ambientes como dormitórios. A Figura 3 apresenta os níveis de pressão sonora simulados para
este diferente arranjo volumétrico, que teve como premissa a manutenção da área de
pavimento e da altura de cada torre.
Figura 3: Níveis máximos de pressão sonora incidente a 2 m das fachadas propostas
A Tabela 4 apresenta o comparativo entre as áreas de fachada residencial expostas as
diferentes classes de ruído na volumetria original e do empreendimento e na volumetria
alternativa, apresentada na figura 3. Verifica-se a redução de áreas expostas as situações mais
ruidosas, ou seja, na volumetria proposta o número de esquadrias com o maior índice de
redução sonora pode ser reduzido, mesmo com a ampliação de 3,2% da área total de fachada.
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Tabela 4: Área de fachada residencial exposta a Classe de Ruído
Classe de ruído
I
II
III
Área da fachada residencial
Volumetria Original (Figura 2) Volumetria Alternativa (Figura 3)
500m²
3.250m²
3.400m²
3.250m²
2.400m²
0m²
Além disso, a análise da simulação de impacto sonoro em cada torre pode auxiliara na
definição da distribuição de ambientes dentro da própria edificação. Esta representação gráfica
facilita identificar quais as regiões de menor impacto sonoro, onde poderiam, por exemplo, ser
locados os dormitórios.
Os dados gerados pela elaboração do mapa de ruído oferecem ainda subsídios para a auxiliara
na localização das esquadrias de um ambiente, sendo que esse é o elemento da fachada que
apresenta menor desempenho de isolamento sonoro. A figura 4 apresenta duas possíveis
localização de esquadrias para uma mesma planta, onde uma receber menor impacto sonoro
que a outra e por tanto pode apresentar menor índice de redução sonora.
Figura 4: Localização da janela conforme níveis sonoros incidentes nas fachadas
Os resultados obtidos com elaboração do mapa de ruído auxiliam na classificação da habitação
conforme a ABNT NBR 15.575 e ainda fornecem subsídios para auxiliar na tomada de
decisões projetais.
4 Conclusões
A utilização do mapa de ruído com ferramenta de estudo do entorno sonoro de um terreno
possibilita a consolidação de alternativas mais eficientes para adequação do desempenho
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acústico, sem a dependência exclusiva do índice de redução sonoro da esquadria. A simulação
nível de pressão sonora incidente na fachada agrega valor objetivo a redução proporcionada
por elementos arquitetônicos e/ou composição volumétrica de um edifício, ampliando, assim, o
leque de possiblidades do projetista para obtenção do desempenho desejado. Estas
alternativas podem representa a redução no custo final da construção, pois os custos da
esquadria são proporcionais ao índice de redução sonora que propiciam.
Verifica-se ainda que o leque de alternativas e as possibilidades de redução de custo de
caixilharia são maiores quando o projeto arquitetônico é desenvolvido desde de início com o
suporte dos dados obtidos com o mapa de ruído. Contudo, estes dados também são de grande
auxilio nas demais etapas de projeto, como no estudo preliminar durantes as definições das
disposições dos ambientes, ou ainda nos projetos de aprovação e executivo com as definições
de tipos de abertura e detalhamento das esquadrias.
Referências
[1] ABNT, Norma Brasileira NBR 15.575 Edificações Habitacionais – Desempenho, Rio de Janeiro,
2013.
[2] ABNT, Norma Brasileira NBR 10.151 Acústica - Avaliação do ruído em áreas habitadas, visando o
conforto da comunidade – Procedimento, Rio de Janeiro, 2000.
[3] ProAcústica, Manual ProAcústica sobre a Norma de Desempenho, São Paulo, 2015.
[4] Suriano, Márcia Thais; Souza, Léa Cristina Lucas. Comparação de Métodos de Previsão de Ruído
Urbano. Anais do XXV Encontro SOBRAC - Acústica e Vibrações: Qualidade de ambientes internos
e externos, Campinas, Brasil, 20-22 de outubro, 2014. Anais do Acústica e Vibrações: Qualidade de
ambientes internos e externos. Em CD-ROM.
[5] Bento Coelho, J. L. Introdução ao Mapeamento de Ruído. WorkShop PróAcústica, São Paulo – SP,
2014.
[6] Niemeyer, Maria Lygia. Conforto acústico e térmico, em situação de verão, em ambiente urbano:
uma proposta metodológica.
[7] GTIC - Agência Portuguesa do Meio Ambiente. Directrizes para Elaboração de Mapas de Ruído –
Versão 3. Amadora, 2011.
[8] DACAR - Agência Portuguesa do Meio Ambiente. Recomendações para a Organização dos Mapas
Digitais de Ruído - Versão 2. Amadora, 2011.
[9] DER- DF, DETRAN-DF Governo do Distrito Federal. Legislação Distrital Instrução Normativa
Conjunta nº 1, Brasília, 2013.
[10] GDF – Governo do Distrito Federal. Legislação Distrital Decreto n° 33.740, Brasília, 2012.
[11] CONAMA, Conselho Nacional do Meio Ambiente. Legislação Brasileira Resolução Conama nº 001
de 08 de março 1990. Brasília, 1990.
[12] CLDF – Câmara Legislativa do Distrito Federal. Legislação Distrital n° 4.092, Brasília, 2008.
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