ESTUDO DE CASO EM CIMA DO CONFORTO ACÚSTICO DA SALA DE AULA 40D.

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ESTUDO DE CASO EM CIMA DO CONFORTO ACÚSTICO DA SALA DE AULA 40D. Jenifer Teloli​1 Profa. Msc. Cristine Matos Dantas​2 Arquitetura e Urbanismo.

RESUMO Um dos principais problemas de salas de aula é a acústica ou, mais especificamente, a inteligibilidade da voz. Este trabalho apresenta as condições necessárias para um bom ambiente de aprendizagem, com base nas normas NBR – 10151 e NBR – 12179, que mostra os parâmetros acústicos importantes para salas de aula como o nível do ruído de fundo e o tempo de reverberação. O estudo foi feito na sala 40 no bloco D do Centro Universitário Tiradentes, para justamente nesta comparação mostrar que os materiais utilizados na sala de aula ainda não se encontram corretos para o nível de ruído encontrado.

Palavras-chave: Sala de Aula; Ruído; Ensino; Acústica; Materiais.

ABSTRACT One of the main problems of classrooms is acoustics or, more specifically, the intelligibility of the voice. This work presents the necessary conditions for a good learning environment based on the NBR - 10151 and NBR - 12179 standards, which shows the important acoustic parameters for classrooms such as background noise level and reverberation time. The study was done in room 40 in block D of the University Center Tiradentes, precisely in this comparison to show that the materials used in the classroom are not yet correct for the noise level found.

Keywords: Classroom; Noise; Teaching; Acoustics; Materials.

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Graduanda em Arquitetura e Urbanismo pelo Centro Universidade Tiradentes (UNIT-AL).

Orientadora, professora titular do curso de Arquitetura e Urbanismo do Centro Universidade Tiradentes (UNIT-AL).

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INTRODUÇÃO Na arquitetura contemporânea tem predominado a forma visual dos edifícios e a utilização de materiais cada vez mais leves e esbeltos que reduzem a capacidade de isolarem adequadamente os ruídos, tanto para as paredes, pisos e coberturas (BONGESTABS, 2005).

A preocupação com o meio ambiente e sua relação com a saúde não é algo recente.

Há mais de 2500 anos, Hipócrates através de sua obra “Ares, Água e Lugares”, já atribuía aos desequilíbrios ambientais à causa de várias doenças. Quatro séculos após Hipócrates, Plínio (O Velho), observou a surdez dos moradores que viviam próximos às cataratas do rio Nilo e, este é o primeiro relato que conhecemos da relação causal entre o ruído e a perda de audição.

No ambiente escolar, o ruído não é apenas um incômodo, mas interfere no rendimento das atividades de ensino. Visto que, traz muitos malefícios à saúde como alteração de humor, aumento do índice de insônia e outras doenças psicológicas, causando assim, uma distração tanto para quem ministra a aula quanto para quem dela participa.

Para este estudo foi selecionada a sala de número 40 no bloco D, do Centro Universitário Tiradentes, onde será averiguada a inteligibilidade de fala. E se houver problemas, quais as possíveis modificações a serem feitas para melhoria da absorção dos ruídos encontrados.

OBJETIVO O presente artigo tem como objetivo analisar a acústica na sala de aula escolhida, através de medidas e parâmetros acústicos, e obter por método de análise dos resultados, a elaboração de projetos adequados a este fim. A análise limita-se a acústica geométrica da sala 40D, do Centro Universitário Tiradentes.

METODOLOGIA Através dos estudos feitos em sala de aula, recorrentes do conforto acústico ideal para o ser humano e do comportamento do som em recintos fechados, será posto em prática a análise dos principais problemas da natureza sonora e de ocorrência de

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ruídos externos e internos; e, por fim, os requisitos para o melhoramento do conforto acústico em salas de aula. Na segunda etapa dessa pesquisa, a metodologia utilizada foi de levantamento de dados e análise de estudos de caso.

Foram levantadas informações da sala de aula 40D do Centro Universitário Tiradentes, referentes a dimensões, formato e materiais de construção ou acabamento. Serão analisadas as características físicas dos ambientes (dimensões, formato, materiais de fechamento e de revestimento), as interferências externas (tipo de contatos com o exterior) e internas (equipamentos e mobiliários existentes), com vistas ao conforto acústico nos recintos. Através de análise dos resultados, os principais problemas serão apontados e sugeridas alternativas para a elaboração de projetos acústicos adequados a esse fim.

LOCAL DO ESTUDO Para o estudo apresentado no presente artigo foi utilizada a sala de número 40, localizada no 3​o andar do bloco D, no Centro Universitário Tiradentes, a qual é um ateliê de projetos sendo usada para a ministração de aulas, montagem de maquetes e outras atividades.

Foram analisados todos os materiais e dimensão encontrada na sala de aula. Segue na tabela 1 os valores de absorção dos materiais encontrados.

Segundo a Norma NBR – 12179 ​para trabalhos com exigência de concentração mental, recomenda-se que o nível médio de ruído não ultrapasse os 65 dB (decibéis). Porém a Norma Brasileira ​NBR - 10152 estabelece que o nível de ruído máximo em uma sala de aula deve ser de até 40 (decibéis) (ABNT, 2002). Como o nível normal de uma voz humana é de 65 dB (chegando, sem gritar, a 75 dB), pode-se fazer algumas considerações sobre esta relação fala/ruído: ● Um professor dando aula com sua voz ao nível de 65 dB e o ruído na sala com nível de 50 dB. Isto significaria uma relação fala/ruído de 15 dB. ● Normalmente, quando existe um aumento do ruído, a professora tenta compensar, aumentando também o volume de sua voz (o que pode causar sérios problemas à sua voz).

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● Próximo às janelas e portas, onde normalmente o ruído é mais elevado, a diferença fala/ruído tende a diminuir, causando problemas aos alunos destas posições. ● O ideal seria uma sala de aula silenciosa (40 dB de ruído) com o professor falando com sua voz normal (65 dB). Isto manteria a relação fala/ruído acima de 10 dB e não causaria problemas de voz ao professor.

TABELA 1: MATERIAIS PARA CÁLCULO DO TEMPO DE REVERBERAÇÃO. MATERIAIS

Dimensões:

α

Parede (tijolo) Parede (gesso) Pé direito: Teto (gesso) Piso (cerâmica) J1 (vidro e alumínio) J2 (vidro e alumínio) P1 (madeira): P2 (madeira compensada 3mm) Quadro Mesa (madeira compensada 3mm) Cadeira (madeira) Banquinhos Armário (madeira compensada 3mm) Bancadas (mármore) FONTES:​ o autor

10,2 x 7,11 0,95 x 0,49 3,3

0,02 0,03

Quant.

0,95 x 2,96

0,03 0,08 0,18

2x

1,35 x 3,95

0,18

2x

2,18 x 1,06 2,08 x 0,80

0,06 0,18

1x 1x

2,94 x 1,20 1,20 x 0,59

0,03 0,18

1x 1x

2,20 x 6,16 x 0,41

0,20 0,05 0,18

1x 34x 1x

4,54 x 1,20

0,01

3x

IMAGEM 1: PLANTA DA SALA 40D

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FONTES:​ o autor A sala é localizada no lado Leste – poente - do bloco D da Universidade, fica no 3​o andar, onde consequentemente o Leste fica virado para o estacionamento, o que não prejudica os alunos nem professores, pois é um espaço amplo e seus sons e ruídos se dissipam.

Como a sala se trata de um ateliê de maquetes tem um total de 7,11 x 10,20, com o pé direito de altura 3,30, sendo assim confortável para todos os tipos de aluno e professores. Existem três bancadas de mármore que tem 4,54 x 1,20, com 34 banquinhos de 50 cm de diâmetro, um armário que é utilizado para guardar os materiais tem 2,20 de altura por 6,16 de comprimento e 0,41 de profundidade.

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LEVANTAMENTO DO CONFOTO ACÚSTICO Suponha uma fonte emitindo som em uma sala. O som que viaja da fonte a um ouvinte através do ar sem qualquer reflexão, é chamado som direto. É o primeiro som percebido pelo ouvinte, pois viaja diretamente da fonte ao ouvinte pelo caminho mais curto (HARRIS, 1994).

Em ambientes fechados existem dois campos sonoros: da fonte e o refletido.

Chegando juntos reforçam o som, chegando separados, mesmo em pequeno espaço de tempo, atrapalha o entendimento, essa ação tem o nome de reverberação.

A reverberação é diferente do eco, pois o eco é uma reflexão única, um pouco deformada do som original, mas dando a entender a fala durante a repetição do som, já a reverberação deixa-o mais longo, o que consequentemente deixa a fala complexa de se entender.

IMAGEM 2: CAMPO DIRETO E REVERBERAÇÃO

FONTES:​ o autor Existem muitas fórmulas para o cálculo, conforme apresentadas nos estudos realizados por BISTAFA e BRADLEY (2000), NEUBAUER (2001) e BRADLEY (2002). Entretanto, a mais difundida é a Fórmula de Sabine.

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Onde: TR = Tempo de reverberação [s] V = Volume do compartimento em estudo [m​3​] A = Absorção sonora equivalente [m​2​] A absorção sonora (A) é dada pela equação:

Onde: S = Área da superfície de cada elemento. α = Coeficiente de absorção de cada elemento.

Segundo os autores, além dos elementos construtivos da sala, devem-se considerar as áreas de absorção sonora dos elementos adicionais de funcionalidade do ambiente (no caso de escolas: lousa, mesas, carteiras escolares e pessoas), onde “A” é calculado como:

Absorção sonora é a propriedade de certos materiais transformarem parte da energia sonora que incide sobre eles em outra forma de energia, geralmente térmica (BERANEK, 1960; HARRIS, 1998).

Cálculo do tempo de reverberação (Equação Sabine)

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Bloco D: Sala 40 TABELA 2: CÁLCULO DO TEMPO DE REVERBERAÇÃO (TR) MATERIAL

ÁREA TOTAL (S) (m2)

COEF. ABS (α) (500Hz)

ABSORÇÃO (A)

Parede (tijolo) Parede (gesso)

89,025 3,088

0,02 0,03

1,7805 0,09264

Teto (gesso) Piso (cerâmica)

72,52 72,52

0,03 0,08

2,1756 5,8016

J1 (vidro e alumínio) J2 (vidro e alumínio)

5,624 10,665

0,18 0,18

1,01232 1,9197

P1 (madeira): P2 (madeira compensada 3mm) Quadro Armário (madeira compensada 3mm) Bancadas (mármore) Mesa (madeira compensada 3mm) Cadeira (madeira) Banquinhos

2,31

0,06

0,1386

1,664

0,18

0,29952

3,528

0,03

0,10584

13,552

0,18

2,43936

16,344

0,01

0,16344

0,72

0,18

0,1296

1 34

0,2 0,05

0,2 1,7

TOTAL

17,95872

S TOTAL

FONTES:​ o autor

INDICE FIXO

VOLUME DA SALA

0,161

Altura da sala

3,3

Comprimento da sala Largura da sala

10,2 7,11

239,322

2,145522732

Tempo de reverberação 1,12

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MEDIÇÃO ACÚSTICA Foram feitas todas as medições com o instrumento decibelímetro, o qual serve para medir nível da pressão sonora, consequentemente medindo a intensidade do som, todos os valores são dados através de decibéis.

As medições são feitas seguindo as seguintes condições de acordo com a NBR – 10.151: ● Colocando a proteção contra o vento para os ruídos não interferirem; ● Certificando que o instrumento esteja calibrado; ● Realizando 30 medições espaçadas de 30 segundos cada no interior e exterior do local; ● Deixar todas as janelas nas posições que são usadas normalmente; ● O posicionamento do instrumento deve ser de 1.20m de altura do nível do chão e de 1m das paredes.

A análise desses resultados, associada ao conhecimento das condições locais em função do conjunto de condições do recinto. Os Relatórios de Medição Acústica são produzidos através de croquis do espaço, especificação dos materiais.

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IMAGEM

3:

PONTOS

DE

MEDIÇÂO

COM

DECIBELIMETRO

(dB)

FONTE:​ o autor Foram feitas nove medições, pois como a sala fica localizada no 3° andar seria inviável a medição da área externa no sentido Oeste. Todos os pontos foram medidos seguindo as orientações: as medições foram feitas no período da manha, durante as aulas em outras salas da faculdade, porém a sala estava desocupada, as medições começaram às 11h10min tendo fim às 12h30min.

Nos gráficos 1, 2 e 3, está uma comparação entre os três pontos de cada parede, tanto interna quanto externa. Logo abaixo, foi calculado a média dos valores de cada ponto (P) das paredes.

Os picos de volume foram observados quando o ar condicionado estava fazendo barulho ensurdecedor ou alguém entrava ou passava pelo local que estava sendo medido.

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GRÁFICO 1: VARIAÇÃO DO RUÍDO INTERNO DA PAREDE LESTE

FONTE:​ o autor P1 Média

P2 57,88

P3 53,2

Total

GRAFICO 2: VARIAÇÃO DO RUIDO INTERNO DA PAREDE OESTE

FONTE:​ o autor

54,29667 55,12

12

P4 Média

P5 53,82333

P6 53,89333

52,52

Total

53,41

GRAFICO 3: VARIAÇÃO DO RUIDO EXTERNO DA PAREDE OESTE

FONTE:​ o autor P7 Média

P8 57,93667

57,88667 Total

P9 60,74333 58,85

CONCLUSÂO Após todas as medições, cálculos e observações todos os resultados foram comparados com os estudos feitos em sala e as normas ​NBR – 10151 e ​NBR – 12179​. Foi constatado que sem fala no ambiente, o valor dos ruídos encontrados são altos - considera-se o nível de ruído para salas de aula entre 40dB e 50dB. Portanto, a partir dos presentes dados que a sala 40D possui níveis de ruídos inadequados.

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Existem milhares de matérias que podem ser usados para construção de salas de aula, o qual seu coeficiente de absorção é maior, quando existe essa troca a inteligibilidade da fala fica mais auditiva, fazendo com que haja um maior entendimento e menor esforço para a ministração das aulas.

REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10.152: Níveis de ruído para conforto acústico. Rio de Janeiro: ABNT, 1987. 4 p.

BISTAFA, S.; BRADLEY, J.Reverberation time and maximum background-noise level for classroom from a comparative study of speech intelligibility metrics. Journal of the Acoustical Society of America, v. 107, n. 2, p. 861-875, 2000.

BONGESTABS, Domingos Henrique. Acústica arquitetônica: anotações de aula. Cascavel, 2005.

BRADLEY, J. Optimizing sound quality for classrooms. In: ENCONTRO DA SOBRAC, 20., SIMPÓSIO BRASILEIRO DE METROLOGIA EM ACÚSTICA E VIBRAÇÕES – SIBRAMA, 2., Rio de Janeiro. Anais...Rio de Janeiro, 2002.

BRUNEAU, M. Fundamentals of Acoustics. Tradução de Scelo, T, London: ISTE Ltd, 2006.

COUBE, C. Z. V.; BEVILACQUA, M. C.; FERNANDES, J. C. Ruído na Escola. Bauru: HRAC-USP, 1999. (v. 4).

COX, T. J.; D’ANTONIO, P. Acoustic Absorbers and Diffusers: Theory, Design and Application. 2. ed.. London: Taylor & Francis, 2009.

EVEREST, F. A.; POHLMANN, K. C. Master Handbook of Acoustics. 5. ed.. New York: McGraw-Hill, 2009.

FERNANDES, J.C. Inteligibilidade Acústica da Linguagem. Apostila do Curso de Inteligibilidade Acústica da Linguagem oferecido durante o XIX Encontro da SOBRAC – Sobrac 200 – Belo Horizonte, 2000. 54 pág.

HARRIS, C. M. Noise control in buildings. Nova York:McGraw-Hill Book Company, 1994.

KINSLER, L. E.; FREY, A. R.; COPPENS, A. B.; SANDERS, J. V. Fundamentals of Acoustics. 4. ed.. New York: John Wiley & Sons, Inc., 2000.

MÖSER, M. Engineering Acoustics: An Introduction to Noise Control. Tradução de Zimmermann, S.; Ellis, R. 2. ed.. Berlin: Springer, 2009.

NEUBAUER, R. Classroom acoustics: do existing reverberation time formulae provide reliable values? In: INTERNATIONAL CONGRESS ON ACOUSTICS, 17., Rome.

Proceedings...Rome, 2001 ROSA, Adriana Aparecida Carneiro. Avaliação Do Conforto Acústico de Consultórios Odontológicos. Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil, Universidade Estadual de Campinas: Campinas, 2003.

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SEEP Benjamin; GLOSEMEYER, Robin; HULCE, Emily; LINN, Matt; AYTAR, Pamela.

Acústica de Salas de Aula. Disponivel em < http://www.sobrac.ufsc.br/artigos> Acesso em 10 outubro 2005.