clau isolamento.2011 1
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ISOLAMENTOPROF. FERNANDA MARQUES VIEIRA
O QUE É ISOLAMENTO?
Para ambientes comuns, isolar é reduzir a
intensidade sonora transmitida para dentro dos
ambientes, sem que, no entanto, isso represente a
extinção total do ruído de fundo.
Somente quando o ambiente requer condições
especiais de baixa intensidade sonora, como no
caso de ESTÚDIOS e CÂMARAS ACÚSTICAS, é
que o ruído de fundo deve ser eliminado.
A FORMA DE TRATAMENTO PARA A REDUÇÃO DE
RUÍDOS VARIA COM O TIPO DE RUÍDO
CONSIDERADO.
As fontes de ruídos
podem ser propagadas
sob a forma de:
ruídos aéreos;
Ruídos transmitidos por
vibrações de sólidos;
por impacto.
São usados termos
diferentes:
Isolamento – tratamento
para ruídos aéreos
Isolação – para ruídos de
impacto ou vibração.
TODO MATERIAL APRESENTA CAPACIDADE PRÓPRIA DE
REDUZIR A INTENSIDADE SONORA, QUANDO APLICADO
ENTRE A FONTE E O RECEPTOR.
A capacidade de isolar varia com a freqüência dos sons.
Por isso, a capacidade de isolar os ruídos é indicada por um valor específico para algumas freqüências definidas.
Essa capacidade, expressa em decibéis, é chamada de Índice de Atenuação (E).
Se o valor de E indicado para um material é de 45dB, significa que uma onda sonora, ao atravessar esse material, tende a sofrer redução de mesmo valor em seu nível de intensidade sonora.
ISOLAMENTO DE
RUÍDO AÉREO
REDUZINDO OS RUÍDOS AÉREOS:
ISOLAMENTO
Os principais elementos
da edificação
responsáveis pela
transmissão de ruídos
aéreos para o interior de
um ambiente são:
janelas, portas, paredes,
pisos, tetos, frestas ou
fendas existentes nas
superfícies que
compõem o ambiente.
O SOM NÃO ATRAVESSA A PAREDE
Quando se produz um som qualquer ele exerce uma certa pressão acústica sobre determinada superfície, pressão esta que a induz a vibrar.
É esse processo vibratório que gera, do outro lado da superfície, uma fonte sonora secundária.
Quanto maior for a massa da superfície em
questão, menor a probabilidade dela vibrar e,
conseqüentemente, de transmitir.
A aferição exata do nível de isolamento
acústico (TL) de materiais e sistemas é
obtida em laboratório.
Ver a tabela com alguns índices de
isolamento acústico à freqüência de 500Hz.
Na falta de informações precisas
(testes em Laboratório) adota-se :
A LEI DA MASSA
LEI DA MASSA
Note que a duplicação da massa de um determinado material
não implica em dobrar seu índice de isolamento acústico,
mas somente lhe conferirá um acréscimo de 6dB de
isolamento.
Note também que os materiais são melhores
isolantes acústicos às freqüências mais altas.
Isto decorre basicamente do comprimento de
uma determinada onda sonora: bloquear
integralmente uma onda sonora requer
interromper totalmente sua propagação, que só
se consegue aumentando a espessura da
parede.
NEM SEMPRE O AUMENTO DA MASSA DO MATERIAL É, NA
PRÁTICA, VIÁVEL, TANTO SOB O PONTO DE VISTA
ECONÔMICO COMO SOB O ESPACIAL.
Uma parede de bloco de concreto que pesa cerca de 202 Kg/m² apresenta 14cm de espessura e tem índice de atenuação de 40dB a 500Hz.
Para que alcance 50dB de atenuação nesta mesma freqüência, seriam necessários 56cm de parede composta homogeneamente pelo mesmo material.
ALGUMAS VEZES A SOLUÇÃO MAIS APROPRIADA
PODE SER A COMPOSIÇÃO DE PAREDES DUPLAS.
Quanto maior o espaço de ar entre elas, maior será o isolamento sonoro;
Pode melhorar um pouco a faixa de abrangência do isolamento das baixas freqüências;
Para médias e altas freqüências, o isolamento é maior.
A aplicação de materiais absorventes no
interior do espaço de ar entre as paredes
é aconselhável.
PAREDES DUPLAS
Para que uma parede dupla ofereça o
isolamento apropriado, é necessário que suas
partes estejam o mais isoladas possível entre
si.
Elementos estruturais entre as paredes duplas
tendem a diminuir a eficiência do isolamento
acústico dessas paredes, e quanto mais
inflexíveis ou rígidos esses elementos, menor é
a atenuação do ruído.
DE PREFERÊNCIA, OS 2 PANOS DE PAREDE
NÃO DEVEM ESTAR SOLIDÁRIOS
Para uso em estúdios,
existem paredes de alto
desempenho acústico, em
que não existe contato
rígido entre as placas.
Elas são sustentadas por
estruturas metálicas
separadas, com uma
grossa manta de lã entre
elas, como na figura ao
lado.
Podem atingir um STC de
60dB, nos melhores casos.
A figura mostra uma parede em gesso, com alto fator de
isolamento. Uma parede comum em gesso é composta por duas
chapas separadas por um espaço vazio (as vezes preenchido
por lã de vidro ou rocha) montadas numa estrutura de aço
galvanizado.
POR QUÊ?
Normalmente, em materiais porosos, a energia
sonora incidente é perdida por causa dos
movimentos de seus componentes, ajudando a
atenuar a intensidade do som transmitido.
Materiais porosos, por si só, não são bons
isolantes, mas apresentam pequenas melhoras
no isolamento acústico, se aplicados em
conjunto com materiais isolantes.
A aplicação desses materiais na cavidade entre
as paredes colabora também para a diminuição
das reflexões sonoras que ali podem ocorrer.
OS ELEMENTOS MAIS PREJUDICIAIS AO
ISOLAMENTO ACÚSTICO SÃO AS ABERTURAS
Toda vez que uma
superfície apresenta
aberturas, sua capacidade
de isolamento sofre
grande redução.
Uma abertura com uma área correspondente a
0,1% da área da parede onde está inserida leva a uma
redução de 30dB no isolamento global da parede.
PORTAS
Para a abertura de portas,
o isolamento alcançado
depende, em grande
parte, da massa da folha
da porta e de sua forma
de montagem.
Portas que estão
diretamente sujeitas a
áreas de grande
intensidade sonora
devem ser pesadas, como
no caso de portas
externas.
PORTAS
A vedação das bordas e
orifícios é primordial.
Espaços deixados entre a
porta e a soleira são
pontos de transmissão do
som.
As frestas existentes no
contorno de uma abertura
comprometem o
isolamento global.
Uma forma de melhorar o
isolamento na região de
portas é projetar halls
para reduzir a intensidade
sonora.
Esses halls podem ser
tratados com materiais
absorventes para evitar a
reflexão de sons e
também colaboram com a
queda da intensidade
sonora devido á distância
percorrida.
Quanto mais próximas as
aberturas de cômodos
adjacentes, maior é a
influência sonora de um sobre
o outro.
A distribuição das atividades
internas do edifício deve ser
pensada acusticamente.
JANELAS
A atenuação promovida por janelas depende:
Da espessura e tamanho do painel;
Do material utilizado; e
Da forma de montagem.
Em geral, janelas apresentam baixo isolamento
acústico.
As janelas fixas são mais isolantes que as
janelas móveis.
JANELAS COM PAINÉIS DE VIDRO
DUPLO
A melhoria de atenuação
sonora em relação ao
painel único depende do
isolamento entre os
painéis.
O aumento do espaço de
ar entre os painéis, assim
como a eliminação de
juntas rígidas, aumenta o
isolamento acústico.
Materiais resilientes,
como borrachas, quando
aplicados nas juntas,
ajudam a amortecer a
vibração do painel e a
vedar pequenas frestas
que permitem a passagem
do som.
Sempre que possível, as
janelas devem apresentar
vedações resilientes para
aumentar a sua
capacidade de isolar.
VIDROS
Normalmente, vidros mais espessos oferecem
valores de índice de atenuação maiores que os
vidros mais finos.
Vidros laminados, compostos por camadas de
vidro interpostas por camadas de plástico,
também podem atenuar mais o ruído
transmitido. Como o plástico das camadas é um
bom amortecedor de ondas sonoras, ele
colabora para que a redução da transmissão
seja maior.
VALORES TÍPICOS DE ÍNDICE DE ISOLAMENTO
SONORO DE ALGUNS TIPOS DE VIDROS
REDUZINDO RUÍDOS DE
IMPACTO E VIBRAÇÕES-
ISOLAÇÃO
RUÍDOS DE IMPACTO
As vibrações de sólidos e impactos são
transmitidas diretamente sobre uma estrutura e
provocam, posteriormente, a vibração do ar.
Impactos também são vibrações que se
propagam pelas estruturas, mas apresentam
como característica uma rápida queda em sua
intensidade.
Os impactos são vibrações com grande
quantidade de energia, apresentando picos e se
propagando sobre os sólidos com pouca
atenuação.
EXEMPLO
Impactos como a
ação de um martelo
sobre uma parede
fazem com que a
superfície vibre e o
ruído seja transmitido
para o ambiente
adjacente,
provocando a
vibração do ar.
A lei da massa nem
sempre é uma
medida satisfatória
para esses casos.
Em geral, quanto
maior a dimensão
maior a transmissão.
RUÍDO DE IMPACTO
Apesar da laje de concreto
apresentar grande massa e
bom isolamento de ruídos
aéreos, não apresenta boa
capacidade de isolação
das vibrações.
A quantidade de
energia transmitida
pelo material
depende da sua
rigidez.
Quanto maior for a
rigidez, maior será a
quantidade de
energia transmitida
A aplicação de um impacto num material sólido
produz ondas de vibração.
A velocidade de propagação do som em meios
sólidos é bastante superior à velocidade de
propagação no ar.
Ar – 340 m/s
Aço – 5060 m/s
Concreto – 3400 m/s
A transmissão de
vibrações depende da
continuidade do meio
de propagação.
Assim, para evitar a
propagação de
ondas, devemos
interromper o meio
que suporta esta
propagação.
A isolação das vibrações envolve a
utilização de:
materiais resilientes;
lajes flutuantes; ou
descontinuidade das estruturas
MATERIAIS RESILIENTES
RESILIÊNCIA – Propriedade pela qual a energia
armazenada em um corpo deformado é
devolvida quando cessa a tensão causadora de
uma deformação elástica.
Resistência ao choque.
Resiliente – que tem resiliência, elástico.
OS MATERIAIS RESILIENTES
Como borrachas, têm
a capacidade para
amortecer a onda
sonora.
A aplicação desses
materiais sob
máquinas ou como
recobrimento do solo
promove isolação de
vibrações e impactos.
Sua eficiência depende da
elasticidade do material, ou
seja, de sua capacidade para
não deformar após o término
da aplicação de uma força
sobre ele.
LAJES FLUTUANTES
São lajes estruturalmente apoiadas na edificação, porém
acusticamente isoladas
Trata-se de uma superfície construída sobre outra, porém
com material resiliente aplicado entre elas para amortecer
a onda sonora.
É necessário que o contato
entre as superfícies seja feito
somente por meio de
material resiliente, pois
qualquer ponto rígido de
contato pode promover
“pontes acústicas”.
Em tetos rebaixados, os
suportes também devem ser
resilientes.
A cavidade entre a laje e o
rebaixamento pode ser
tratada com materiais
absorvedores.
O sistema de atenuador da transmissão de ruídos
de impacto mais utilizado é o piso (ou laje)
flutuante. Tal sistema consiste basicamente na
colocação de um material resiliente entre a
estrutura (concreto, aço, madeira) e o contra-piso.
Neste caso, é fundamental que o elemento
resiliente isole completamente o conjunto contra-
piso e acabamento do assoalho, não permitindo
contato com a estrutura, paredes ou outros
elementos rígidos.
No mercado brasileiro são encontrados vários materiais
resilientes capazes de suprir as condições exigidas pelo
princípio massa/mola.
Neste sistema, massa é o conjunto definido pelo contra-piso e
acabamento do assoalho, enquanto mola faz referência às
características elásticas do elemento resiliente. Destacam-se
a espuma de polímeros, a lã de vidro e a lã de rocha.
Outros materiais com propriedades elásticas também são
comumente utilizados: fibras de madeira, cortiça ou borracha
de baixa densidade, bidim OP60, EVA, manta de poelietileno
e poliestireno expandido.
EXEMPLO DE LAJE FLUTUANTE
ESTUDO DE CASOS
A massa é para isolar o som. Quanto mais
pesado o material, melhor o isolamento.
Porém, duas paredes de 10 cm bem afastadas
uma da outra, são muito melhores do que uma
de 20cm, embora gastem o mesmo material (o
ar ainda é grátis).
COMO???
Uma parede de 10cm de certo material isola 40dB.
Uma parede de 20cm desse mesmo material isola
46dB. Uma de 40cm isolaria 52dB, e assim por
diante.
.. .. ruído .. ruído 100dB >>..>> 60dB .. ..
... ... ruído ... ruído 100dB >>...>> 54dB ... ...
....... ....... ruído ....... ruído 100dB >>.......>> 48dB ....... .......
Agora pense em duas paredes separadas, de 10cm de espessura cada uma, com um grande intervalo entre elas. Imagine que na superfície da primeira parede, o som "bate" com um nível de 100dB.
O som atravessa a primeira parede com uma atenuação de 40dB, portanto fica com 60dB depois da primeira parede. Segue então pelo ar entre as paredes e atravessa a segunda parede, perdendo outros 40dB. Ao sair do outro lado, ao menos teoricamente, o som terá sido atenuado de 80dB e ficou com apenas 20dB.
.. .. .. .. ruído .. .. ruído 100dB >>.. ..>> 20dB .. .. .. ..
É pena que isto não acontece tão maravilhosamente na vida real... Sempre existirá transmissão de vibrações mecânicas através do piso e laje superior, de uma parede para a outra.
Além disso, o ar entre as paredes tem uma certa densidade e um fraco acoplamento mecânico acontece, o que piora quando o intervalo entre as paredes é pequeno.
E é claro que quem constrói não dispõe de todo o espaço do mundo para manter as paredes separadas com uma distância enorme (pelo menos um metro, para bom resultado). Mesmo assim, ainda se conseguem isolamentos de 60dB usando-se duas paredes em alvenaria.
A reverberação aumenta na razão direta do nível sonoro dentro de um espaço fechado, assim, o intervalo entre as duas paredes que formam a parede dupla tem reverberação, pois apesar de estreito é um espaço fechado.
Se reduzirmos o tempo de reverberação nesse espaço, reduziremos o nível de som dentro dele. E, reduzindo o nível de som dentro deste intervalo, reduziremos o som que “passa” através da segunda parede.
Então, a lã de vidro/rocha dentro da parede dupla não ajuda a isolar o som, porque é leve, mas aumenta muito a eficiência de uma parede dupla.
Em comparação, imagine agora uma parede
dupla, formada por duas paredes de 10cm
afastadas entre si 10cm, sendo o intervalo
preenchido com lã de vidro com 20kg/m³. Cada
parede isola, digamos, 40dB. Com esse arranjo,
obteremos algo em torno de 65dB de isolação
total. .. .. .. .. ruído .. .. ruído 100dB >>.. ..>> 35dB .. .. .. ..
Agora, imagine a mesma espessura total (30cm),
mas feita totalmente no mesmo material das
paredes. A isolação será de 40dB + 20log
(30cm/10cm) = 50dB. Ou seja, muito pior do que
os 65dB da parede dupla! E ainda por cima
gastando 50% a mais de alvenaria e pesando
praticamente 50% a mais!
...... ...... ruído ...... ruído 100dB >>......>> 50dB ...... ......
Observe que a cada vez que você dobra M
(massa), ganha somente 6dB de atenuação na
mesma banda de freqüência.
É melhor alternar materiais de diferentes
densidades e rigidez para atenuar mais a
transmissão. Por exemplo:
Alvenaria | ar | alvenaria
Alvenaria | ar | lã de rocha | madeira (rígida e +
de 20mm)
Madeira | ar | lã de rocha | ar | gesso
Em paredes externas o uso do gesso não é indicado.
Use gesso apenas como divisória (onde não for possível levantar uma parede em alvenaria) ou revestimento sobre uma divisória já existente em alvenaria (para melhorar o isolamento).
Paredes em gesso são cerca de 4 vezes mais leves que as de alvenaria, logo, precisam ser muito bem construídas e com material absorvente no interior.
Alguns exemplos da capacidade de isolamento
de paredes:
Parede de tijolo furado 25 cm - 40 dB
Parede de tijolo maciço 20 cm - 50 dB
Parede de tijolo maciço 10 cm - 45 dB
Parede de gesso (não é revestimento) - 44 dB (*)
(*) dois painéis de 12 mm, com espaço de 5 cm e lã de vidro
no interior.
Para uso em estúdios,
existem paredes de alto
desempenho acústico, em
que não existe contato
rígido entre as placas.
Elas são sustentadas por
estruturas metálicas
separadas, com uma
grossa manta de lã entre
elas, como na figura ao
lado.
Podem atingir um STC de
60dB, nos melhores casos.
A figura mostra uma parede em gesso, com alto fator de
isolamento. Uma parede comum em gesso é composta por duas
chapas separadas por um espaço vazio (as vezes preenchido
por lã de vidro ou rocha) montadas numa estrutura de aço
galvanizado.
Nas paredes de alta performance acústica
existem duas estruturas metálicas, que não
fazem contato entre si. Podem até estar
montadas sobre material resiliente (borracha
densa), evitando transmissão de vibrações por
meios mecânicos.
As placas de gesso são de maior espessura
que nas paredes comuns, e a distância entre
elas também (até 30cm). Uma grossa manta de
lã é disposta entre as duas placas, em
ziguezague (uma vez que os perfis metálicos
são postos alternadamente).
É mais cara que uma parede comum (gesso), mas seu
desempenho é superior a duas dessas paredes lado a
lado. Por exemplo, enquanto duas paredes comuns (cada
uma com duas placas de gesso e lã de vidro interna) lado
a lado (com uns 5cm entre elas) proporcionam uma
redução de ruído da ordem de 50dB, uma única parede
com espessura total igual à do arranjo anterior, e usando
a mesma quantidade de material lhe dará pelo menos
60dB. Ou seja:
GESSO | LÃ | GESSO | 5 cm | GESSO | LÃ | GESSO = 50dB
GESSO | GESSO | LÃ | 5 cm | LÃ | GESSO | GESSO = 60dB (!)
O QUE ISOLARIA MAIS : UMA PAREDE DE
GESSO COM RECHEIO OU UMA PAREDE DE
MADEIRA COM RECHEIO ?
Madeira isola menos. A vantagem seria no caso
de salas para gravação de instrumentos de corda
ou sopros. Esse material "aquece" o timbre desses
instrumentos (sutil ressonância nos médio-graves).
Deve-se usar madeira na face interna (dentro da
sala) e gesso na externa.
"REVESTIMENTO":
É uma placa de gesso (ou madeira) cobrindo uma parede
já existente no local (muitas vezes em alvenaria, mas não
obrigatoriamente), com certa distância entre elas (10 cm
pelo menos, se desejarmos bom isolamento). Nesse
espaço, deve haver material absorvente (lã mineral),
preenchendo-o totalmente ou em parte. Serve para
melhorar as características de isolamento da parede já
existente.
ALVENARIA | AR | LÃ | GESSO // XXX| // XXX| // XXX| // XXX| // XXX|
"PAREDE" EM GESSO (TAMBÉM CHAMADA DE
"PAREDE DE DISTRIBUIÇÃO"):
Composta por duas placas de gesso (10 a 18 mm cada)
com um espaço entre elas (geralmente entre 7 e 12 cm,
nas paredes pré-fabricadas) e sustentadas por uma
estrutura metálica. Pode haver lã mineral entre as placas.
O isolamento é relativamente pequeno, entre 36 e 52 dB.
GESSO | LÃ | GESSO |XXX| |XXX| |XXX| |XXX| |XXX|
ou
GESSO | AR | LÃ | GESSO | XXX| | XXX| | XXX| | XXX| | XXX|
"PAREDE DUPLA":
São duas paredes , completas e independentes,
geralmente em alvenaria, com um espaço entre
elas (vazio ou preenchido com material
absorvente).
PAREDE AR PAREDE //// //// //// //// //// //// //// //// //// ////
"PAREDE DE ALTA PERFORMANCE ACÚSTICA"
(OU SIMPLESMENTE "PAREDE ACÚSTICA"):
É como a parede comum (duas placas de gesso, uma em
cada lado), porém mais larga (entre 12 e 30 cm) e com
duas estruturas de sustentação independentes, uma para
cada placa. Assim, existe uma menor transmissão de
vibrações entre as placas de gesso. Usada para dividir
duas salas, com isolamento típico de 55 a 60 dB.
(atenção: o desenho abaixo, e apenas ele, é um corte
visto POR CIMA, para mostrar os perfis de sustentação)
GESSO | PERFIL | LÃ | PERFIL | GESSO | XXX | |[]XX | | XXX | | XXX | | XX[]| | XXX |
Em todos os casos acima, podemos usar duas placas de
gesso uma sobre a outra, em lugar de apenas uma,
aumentando a massa do sistema e sua capacidade de
isolamento acústico. Para melhorar ainda mais essa
característica, devemos usar tiras de material resiliente
(elástico) entre ambas placas ou entre cada placa e a
estrutura (sistema massa - mola - massa). Assim:
ALVENARIA | AR | LÃ | GESSO | BORRACHA | GESSO // XXX| | // XXX|#| // XXX| | // XXX| | // XXX|#| // XXX| |
FIM