Estudo de isolamento sonoro e de ventilação de uma janela acústica ventilada

Abstract

O sistema de controle de ruído em fachadas através das janelas acústicas ventiladas permite a passagem do fluxo de ar ao mesmo tempo em que impede a entrada do ruído externo para o ambiente interno. Esses elementos de fachada estão sendo amplamente estudados na Ásia e Europa nos últimos 50 anos, porém no Brasil ainda é uma ideia nova, dos últimos 15 anos, que vem sendo introduzida ao mercado de construção civil. Com base nesse cenário, esta pesquisa objetiva identificar uma solução que reduza internamente os ruídos provindos do exterior ao passo que permite a passagem de ventilação natural, com um equilíbrio entre ambas as variáveis, de maneira a satisfazer o usuário. Para tanto, foi realizado uma conceituação dos termos utilizados na pesquisa sobre os assuntos abordados expostos no referencial teórico e, posteriormente, uma revisão de literatura sobre tipologias de janelas acústicas ventiladas existentes no mercado atual. Ao fim da revisão de literatura foi escolhida uma tipologia de janela acústica ventilada, a janela plenum, para realizar os ensaios em campo, variando a disposição de suas aberturas entre 50 cm, 40 cm, 30 cm, 20 cm, 10 cm e aberturas alinhadas. Estes experimentos, com o protótipo de janela plenum, foram divididos em duas etapas, o teste de isolamento sonoro na sala de reunião do Laboratório de Conforto Ambiental (LabCon), e o teste de ventilação na sala de reunião do Laboratório de Termodinâmica e Tecnologia Supercrítica (LATESC). O ensaio acústico foi realizado conforme ABNT NBR ISO 16283-3. O ensaio de ventilação natural foi realizado segundo o teste com gás traçador descrito por Sherman (1990), utilizando o método de decaimento simples do gás escolhido, dióxido de carbono (CO2). Os resultados de ambos os ensaios de campo mostraram que o protótipo de janela plenum fabricado em MDF pode reduzir até 8,5 dB de Dls,2m a mais, em comparação com a janela maxim-ar aberta, e no comportamento de ventilação, todas as aberturas apresentaram índice de trocas de ar (AER) suficiente para manter a salubridade da sala de reunião, entre máxima 2,50 h-1 de AER e mínima 0,89 h-1 de AER. Quanto ao comportamento das configurações de aberturas, há destaque para as aberturas a 30 cm e a 20 cm do protótipo de janela plenum que apresentaram o equilíbrio entre o isolamento sonoro (7,6 dB e 8,0 dB de atenuação a mais que a janela aberta) e a ventilação natural (1,19 h-1 e 1,0 h-1 troca de ar contra 1,22 h-1 troca da janela com 50 cm de aberturas) sendo as disposições de aberturas recomendadas para uso na janela plenum e futuros estudos.

Abstract: The noise control system on facades through the ventilated acoustic windows allows the passage of air flow while preventing the entrance of external noise to the internal environment. These facade elements have been widely studied in Asia and Europe in the last 50 years, but in Brazil it is still a new idea, from the last 15 years, that has been introduced to the civil construction market. Based on this scenario, this research aims to identify a solution that internally reduces the noise coming from the outside while allowing the passage of natural ventilation, with a balance between both variables, in order to satisfy the user. For that, a conceptualization of the terms used in the research on the approached subjects exposed in the theoretical framework was carried out and, later, a literature review on typologies of ventilated acoustic windows existing in the current market. At the end of the literature review, a typology of ventilated acoustic window was chosen, the plenum window, to carry out the field tests, varying the arrangement of its openings between 50 cm, 40 cm, 30 cm, 20 cm, 10 cm and aligned openings. These experiments, with the plenum window prototype, were divided into two stages, the sound insulation test in the meeting room of the Laboratory of Environmental Comfort (LabCon), and the ventilation test in the meeting room of the Laboratory of Thermodynamics and Supercritical Technology. (LATESC). The acoustic test was performed according to ABNT NBR ISO 16283-3. The natural ventilation test was performed according to the tracer gas test described by Sherman (1990), using the simple decay method of the chosen gas, carbon dioxide (CO2). The results of both field trials showed that the prototype plenum window made of MDF can reduce up to 8.5 dB of Dls,2m more, compared to the open maxim-air window, and in the ventilation behavior, all openings showed sufficient air exchange rate (AER) to maintain the salubrity of the meeting room, between a maximum of 2.50 h-1 of AER and a minimum of 0.89 h-1 of AER. As for the behavior of the opening configurations, the openings at 30 cm and 20 cm of the plenum window prototype are highlighted, which presented the balance between sound insulation (7.6 dB and 8.0 dB of attenuation more than the open) and natural ventilation (1.19 h-1 and 1.0 h-1 air change versus 1.22 h-1 window change with 50 cm openings) with opening arrangements recommended for use in the plenum window and future studies.