condicionamento acústico para a igreja católica do bairro século xx

Transcrição

1
UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL
CURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO
CONDICIONAMENTO ACÚSTICO PARA A IGREJA
CATÓLICA DO BAIRRO SÉCULO XX
Leandro Daniel Girardi
Caxias do Sul
Junho 2010
2
LEANDRO DANIEL GIRARDI
CONDICIONAMENTO ACÚSTICO PARA A IGREJA
CATÓLICA DO BAIRRO SÉCULO XX
Trabalho apresentado como parte dos requisitos para aprovação na disciplina
de Laboratório de Arquitetura e Urbanismo.
Orientador: Arqº Ms. Carlos Eduardo Mesquita Pedone
Campo de Estágio: Royal Arquitetura
Supervisor: Arqª Dra. Maria Fernanda de Oliveira Nunes
Caxias do Sul
Junho 2010
3
4
Aos meus pais Danilo e Tereza e esposa Fabiana.
5
AGRADECIMENTOS
À Royal Arquitetura, pela oportunidade de realização deste trabalho.
Ao orientador, arquiteto e professor Carlos Eduardo Mesquita Pedone pela conduta e apoio.
Estendendo o agradecimento à equipe do escritório, Arquiteta Daniela Fastofski e acadêmico
de arquitetura Rafael Giacomin.
À supervisora, arquiteta e professora Maria Fernanda de Oliveira Nunes, pela conduta e
incentivo.
Ao Padre Jorge pelo depoimento e apoio.
Aos colegas, que vieram a contribuir para a realização deste trabalho.
6
RESUMO
Este trabalho trata do condicionamento acústico interno em um projeto de uma igreja católica
em Caxias do Sul, baseado em simulações computacionais para a escolha dos materiais e
dispositivos mais adequados para garantir a qualidade sonora na nave central. O trabalho está
inicialmente estruturado em uma breve revisão bibliográfica dos conceitos acústicos
diretamente relacionados ao condicionamento de recintos internos. Partindo em seguida para
estudos de casos em ambientes de igrejas e do uso de software de simulação acústica CattAcoustics. Por fim, há uma descrição do objeto de estudo, bem como a modelagem do mesmo
no software escolhido e posteriores simulações e análises dos resultados obtidos em função da
alteração dos materiais de revestimento interno e na geometria original. Os resultados obtidos
nas simulações deste trabalho mostram a necessidade de pequenas intervenções para que a
igreja analisada possa melhorar o desempenho em qualidade acústica.
Palavras-chave: acústica; condicionamento acústico; acústica de igrejas.
7
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Os diferentes setores dos estudos acústicos. Adaptado de R.B. Linday ...................16
Figura 2: Analogia da Reflexão do Som com: a) Jogada de sinuca b) Projeção da luz de uma
lanterna .....................................................................................................................................18
Figura 3: a) Superfície Plana b) Superfície Côncava c) Superfície Convexas .........................18
Figura 4: Como evitar o efeito flutter echo ..............................................................................19
Figura 5: Caminho do som no diversos recintos ......................................................................19
Figura 6: Tempo Ótimo de Reverberação ................................................................................21
Figura 7: Gráfico para obtenção dos tempos de reverberação recomendado para outras
freqüências, com porcentagem do TR em 500 Hz obtido da Figura 6. ....................................21
Figura 8: Absorção, Transmissão e Reflexão do som ..............................................................23
Figura 9: Difração de um som agudo .......................................................................................24
Figura 10: Crescimento e decaimento sonoro em recintos com indicação do tempo de
reverberação, T60 .....................................................................................................................25
Figura 11: Variação do RT60 com freqüência “coloração” .....................................................26
Figura 12: Coeficiente dos materiais de absorção sonora ........................................................29
Figura 13: a) painel nas paredes Laterais b) Reboco removido para embutir painel ...............33
Figura 14: Gráfico comparativo entre TR calculado no Ecotect e TR ótimo 500 Hz ..............36
Figura 15: Gráfico de TR decorrentes do dispositivo de madeira, do estouro de balões e do
cálculo.......................................................................................................................................37
Figura 16: Planta baixa da igreja CSFA com as posições de medição e fonte sonora .............42
Figura 17: Definição (D-50) média por freqüência e posição. .................................................43
Figura 18: Clareza (C-80) média por freqüência e posição......................................................43
Figura 19: EDT médio por frequência e posição.....................................................................44
Figura 20: TR médio por freqüência e posição ........................................................................44
Figura 21: a) Tempo de Reverberação Medido, EDT b) Tempo de Reverberação Medido, T20
c) Tempo de Reverberação Medido, T30 d)Gráfico de Índice Alcons e Inteligibilidade da Fala
..................................................................................................................................................46
Figura 22: Modelos geométricos com valores mapeados e relacionados à escala de cores Resultados do Teatro Alfa ........................................................................................................48
Figura 23: Situação...................................................................................................................50
Figura 24: a) Localização b) Foto do terreno ...........................................................................51
Figura 25: Concepção Arquitetônica a) pavimento inferior b) pavimento térreo ....................51
Figura 26: Perspectiva (Teste) a) Vista Sudeste b) Vista Noroeste..........................................52
Figura 27: Planta Subsolo.........................................................................................................52
8
Figura 28: Planta Térrea ...........................................................................................................53
Figura 29: Cortes ......................................................................................................................53
Figura 30: Fachadas..................................................................................................................54
Figura 31: Perspectiva Interna a) vista do altar b) vista da entrada noroeste ...........................54
Figura 32: Modelo de Plataforma do software CATT-Acoustic versão demo 8.0...................57
Figura 33: a) Ruído Branco b) Ruído Rosa ..............................................................................59
Figura 34: Modelagem do Projeto Original - a) lateral b) Planta Baixa c) modelo
tridimensional ...........................................................................................................................62
Figura 35: Tempo de Reverberação – Tref (60) x (Sabine eEyring)........................................62
Figura 36: Simulação da sala - Índice Rápido de Transmissão da Fala – (RaSTI) ..................63
Figura 37: Modelagem da Proposta 1a - a) lateral b) Planta Baixa c) ) modelo tridimensional
..................................................................................................................................................63
Figura 40: Modelagem da Proposta 1b - a) lateral b) Planta Baixa c) ) modelo tridimensional
..................................................................................................................................................65
Figura 43: Modelagem da Proposta 2 - a) lateral b) Planta Baixa c) ) modelo tridimensional 67
Figura 46: Modelagem da Proposta 3 - a) lateral b) Planta Baixa c) ) modelo tridimensional 69
Figura 49: Modelagem da Proposta 4a - a) lateral b) Planta Baixa c) modelo tridimensional.71
Figura 52: Modelagem da Proposta 4b - a) lateral b) Planta Baixa c) modelo tridimensional 72
Figura 55: Comparação Numérica - RaSTI entre as propostas a) Original, b) Proposta 1a, c)
Proposta 1b, d) Proposta 2, e) Proposta 3, f) Proposta 4a, g) Proposta 4b ...........................74
Figura 56: Comparação Gráfica - RaSTI entre as propostas: a) Original, b) Proposta 1a, c)
Proposta 1b, d) Proposta 2, e) Proposta 3, f) Proposta 4a, g) Proposta 4b ...........................75
Figura 57: Comparação D-50 entre as propostas......................................................................76
9
Figura 58: Comparação C-80 entre as propostas......................................................................76
Figura 59: Comparação EDT entre as propostas ......................................................................77
Figura 60: Comparação SPL entre as propostas.......................................................................77
Figura 61: Localização em planta baixa dos pontos de receptor e fonte sonora ......................78
Figura 62: Comparação RaSTI entre as propostas a) Original, b) Proposta 1b, c) Proposta 3,
f) d) Proposta 4b .......................................................................................................................79
Figura 63: Comparação STI entre as propostas a) Original, b) Proposta 1b, c) Proposta 3, f)
d) Proposta 4b...........................................................................................................................79
Figura 64: Comparação D-50 entre as propostas a) Original, b) Proposta 1b, c) Proposta 3, f)
d) Proposta 4b...........................................................................................................................80
Figura 65: Comparação C-80 entre as propostas a) Original, b) Proposta 1b, c) Proposta 3, f)
d) Proposta 4b...........................................................................................................................80
Figura 66: Comparação EDT entre as propostas a) Original, b) Proposta 1b, c) Proposta 3, f)
d) Proposta 4b...........................................................................................................................81
Figura 67: Comparação SPL entre as propostas a) Original, b) Proposta 1b, c) Proposta 3, f)
d) Proposta 4b...........................................................................................................................81
Figura 68: Analise do comportamento do som – vista Lateral.................................................82
Figura 69: Analise do comportamento do som – vista Tridimensional....................................83
Figura 70: Analise do comportamento do som – vista Topo....................................................84
Figura 71: Coeficientes de absorção do produto painel parede – Idealtec Perfurado – T32 ø8 –
LR 2,5 cm .................................................................................................................................96
Figura 72: Coeficientes de absorção do produto forro – Sonex illtec Plano 20 mm................96
10
LISTA DE QUADROS
Quadro 1: Relação Per capita em função do tipo de recinto ....................................................20
Quadro 2: Valores obtidos no AURORA x critérios de qualidade...........................................32
Quadro 3: Valores obtidos no CATT-ACOUSTICS x critérios de qualidade .........................32
Quadro 4: Tempo de reverberação ótimo corrigido** por templo de acordo com a freqüência
..................................................................................................................................................41
Quadro 5: Parâmetros arquitetônicos das Igrejas avaliadas .....................................................42
Quadro 6: STI médio e Ruído de fundos das igrejas avaliadas ................................................42
Quadro 7: Relação dos materiais utilizados nas simulações e seus respectivos coeficientes de
absorção e bibliografia..............................................................................................................60
Quadro 8: Resumo das propostas com suas áreas de superfície e volumes .............................61
Quadro 9: Valores recomendados para a inteligibilidade da fala.............................................74
Quadro 10: Resumo das Propostas ...........................................................................................78
11
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO.....................................................................................................................13
1.1 Justificativa.....................................................................................................................13
1.2 Problema de Pesquisa .....................................................................................................13
1.3 Objetivos.........................................................................................................................13
1.3.1 Objetivo Geral .........................................................................................................14
1.3.2 Objetivo Específico .................................................................................................14
1.4 Estrutura do Trabalho .....................................................................................................14
2 ACÚSTICA EM AMBIENTES INTERNOS .......................................................................16
2.1 Geometria dos Recintos..................................................................................................17
2.2 Parâmetros e Grandezas .................................................................................................20
2.2.1 Grandezas ................................................................................................................22
2.2.2 Parâmetros ...............................................................................................................24
2.3 Materiais para Condicionamento Acústico.....................................................................28
2.4 Apresentação de Casos ...................................................................................................30
2.4.1 Igreja da Paz em São Paulo .....................................................................................30
2.4.2 Catedral Metropolitana de Porto Alegre..................................................................32
2.4.3 Complexo da Pampulha em Belo Horizonte ...........................................................34
2.4.4 Basílica Nossa Senhora Medianeira de Santa Maria ...............................................36
2.4.5 Templos Religiosos de Maceió................................................................................39
2.4.6 Igrejas Barrocas de Ouro Preto................................................................................41
2.4.7 Igrejas do Século XIX de Porto Alegre ...................................................................45
2.4.8 Análise do Programa de Simulação Acústica de Teatros de São Paulo ..................47
3 MÉTODOS E RESULTADOS .............................................................................................50
3.1 Objeto de Estudo ............................................................................................................50
3.2 Simulação Computacional..............................................................................................55
3.2.1 Processo de Simulação Computacional...................................................................56
3.2.2 Modelagem do Objeto de Estudo ............................................................................58
3.2.3 Características das fontes sonoras ...........................................................................59
3.3 Apresentação das Propostas............................................................................................59
3.3.1 Projeto original do escritório ...................................................................................61
3.3.2 Proposta 1a ..............................................................................................................63
12
3.3.3 Proposta 1b ..............................................................................................................64
3.3.4 Proposta 2 ................................................................................................................66
3.3.5 Proposta 3 ................................................................................................................68
3.3.6 Proposta 4a ..............................................................................................................70
3.3.7 Proposta 4b ..............................................................................................................72
3.4 Análise comparativa entre as propostas .........................................................................73
3.5 Sínteses das Análises ......................................................................................................81
3.5.1 Análise do comportamento das partículas de som no recinto .................................82
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................................85
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .....................................................................................87
APÊNDICE A ..........................................................................................................................89
ANEXO A ................................................................................................................................95
13
1 INTRODUÇÃO
As igrejas são locais de meditação. Em todos os tempos o homem busca o contato com um
poder divino. Essa busca se faz através de um elemento simbólico ou um local especial, como
já se fez no passado, junto de uma montanha, caverna, vales, sob uma grande árvore ou
simplesmente junto a uma grande pedra. Esse cenário contribui para que as pessoas se
coloquem em uma disposição receptiva para perceber o contato com o divino. (CAAS, 2005)
1.1 Justificativa
As igrejas são edificações significativas na sociedade, sendo importante que sejam
adequadamente analisados os dispositivos ou soluções mais apropriados para promover a
melhor inteligibilidade da comunicação no seu interior. Nos templos católicos, objeto
específico deste trabalho existe a crença de que a divindade se faz presente pela reunião dos
fiéis e pela força da Palavra – na forma de cânticos e leitura das escrituras sagradas (CAAS,
2005). De acordo com (BARBO et all, 2008), as exigências quanto às qualidades acústicas
em ambientes de igreja abrangem a combinação de parâmetros relacionados diretamente à
fala e à música.
O escritório Royal Arquitetura possui um projeto arquitetônico de um templo religioso, a
nova Igreja Católica Filantrópica localizada no bairro Século XX, em Caxias do Sul. Visando
contribuir com projeto do escritório, este trabalho propõe um estudo técnico de
condicionamento acústico através de simulação computacional específica para este caso, de
forma a atender as necessidades ambientais da igreja, tendo como foco principal a acústica de
igrejas.
1.2 Problema de Pesquisa
Quais alterações no revestimento interno e/ou na geometria mais adequados para a
maximização da qualidade sonora do interior da igreja?
Condicionamento Acústico para a Igreja Católica do Bairro Século XX
1.3 Objetivos
14
Os estudos a respeito da qualificação acústica desenvolvidos neste trabalho proporcionarão
uma grande oportunidade de se adquirir conhecimentos e exercitá-los. Sendo áreas que
buscam o benefício do ser humano através da diminuição dos problemas de saúde física e
psico-emocional, além da melhoria do desempenho de audição nos ambientes, seu domínio é
primordial para o bom desenvolvimento de projetos.
1.3.1 Objetivo Geral
Este trabalho vem a contribuir com o projeto original na forma de proposição de vários
cenários para a obtenção das condições mais adequadas a inteligibilidade da fala através do
controle do tempo de reverberação.
1.3.2 Objetivo Específico
O objetivo específico deste trabalho é caracterizar o objeto de estudo segundo os dados físicos
do ambiente da nave central da igreja e apresentar propostas para a escolha dos melhores
materiais de revestimentos de acústica e elementos arquitetônicos, baseados nos resultados
obtidos nas simulações apresentadas.
1.4 Estrutura do Trabalho
Para a estruturação deste trabalho no capítulo 2, inicialmente será realizada a revisão
bibliográfica, abordando os principais elementos relacionados à acústica em ambientes
internos buscando referência nas questões sobre as igrejas, objeto deste estudo. Também,
serão revisados de forma breve, os fatores cruciais para o bom condicionamento acústico,
analisando informações referentes às características físicas mais importantes a serem
consideradas. Logo após, serão relacionadas as principais grandezas e parâmetros necessários
ao processo de análise como um todo, assim como uma breve conceituação a respeito dos
materiais acústicos. A partir das informações até então levantadas, serão apresentados ainda
15
neste capítulo, diversos estudos de caso de recintos de igrejas ou similares, onde vários
autores demonstram diretamente as aplicações utilizadas em seus trabalhos.
No capítulo 3, este trabalho tratará diretamente dos métodos utilizados e os resultados
obtidos. Inicialmente, o objeto de estudo será caracterizado, demonstrando as diretrizes
conceituais de composição arquitetônica adotadas para a igreja em estudo. Na seqüência, será
apresentada a metodologia aplicada para o trabalho, tratando diretamente do processo de uso
do software escolhido, considerando suas limitações e formas de inserção dos dados. A partir
deste momento, o trabalho apresentará os resultados obtidos nas simulações da igreja,
analisando o comportamento apresentado pelo projeto original e posteriormente, serão
apresentadas as propostas baseadas na alteração de materiais, alteração de superfícies e
alterações de volume.
Por fim, no capítulo 4 serão indicadas recomendações para servir de suporte as decisões do
autor, sugerindo algumas intervenções no projeto para contribuir com o desempenho do
condicionamento acústico da referida igreja.
2 ACÚSTICA EM AMBIENTES INTERNOS
16
Segundo Bistafa (2006):
“A Acústica é a ciência do som, incluindo sua geração,
transmissão e efeitos.” (BISTAFA, 2006, p. V)
A acústica trabalha diretamente no sentido humano da audição e, em sua forma mais
abrangente, através do uso da voz, através da palavra falada e nos mais diversos formatos de
comunicação (ex. música), promovendo os mais variados efeitos psicológicos nos indivíduos.
A ciência e a tecnologia têm investigado as diversas formas com que o som se comporta nos
ambientes, substâncias e nos corpos, ilustrado na Figura 1. (BISTAFA, 2006)
Figura 1: Os diferentes setores dos estudos acústicos. Adaptado de R.B. Linday
Fonte: (BISTAFA, 2006)
O som permeia as atividades humanas 24 horas por dia, de maneira que a qualidade de vida
dos indivíduos pode ficar comprometida quando os problemas relacionados ao ruído vêm a
17
prejudicar o bem estar das pessoas. Neste aspecto, evidenciam-se os problemas relacionados
diretamente com a saúde quando apresentam enfermidades de ordem física e mental, entre
outros. Em função disso, se observa uma tendência de que têm se mostrado mais exigentes
com relação a produtos e equipamentos que apresentem melhor desempenho acústico.
(BISTAFA, 2006)
Na palavra falada, o som se comporta como uma “animação das partículas”, com formato
esférico. Geralmente, na parte frontal da fonte sonora, no caso o interlocutor, o som
apresenta-se de forma limpa e clara. Entretanto, o som que é refletido quando encontra com as
superfícies, é o fator que deve receber tratamento para o condicionamento acústico adequado.
(CATT, 2010)
2.1 Geometria dos Recintos
De maneira geral, o condicionamento acústico de uma sala se faz com a finalidade de
controlar ou corrigir os ruídos dos ambientes, ajustando ecos, e tempos de reverberação com a
finalidade de melhorar a inteligibilidade da palavra e percepção dos sons em geral (SILVA,
2005).
Silva (2005) afirma que quando uma onda sonora atinge uma superfície qualquer, parte da
energia incidente é refletida e parte é dissipada, isso porque as superfícies, geralmente as
rígidas, vibram devido a energia das ondas sonoras, como se fossem diafragmas e re-irradiam
a energia incidente sobre elas. O comportamento padrão das ondas sonoras pode ser descrito
como um percurso em linha reta e seguem dirigidas ao longo de sua trajetória até que sejam
dissipadas ou encontrem uma superfície, onde os raios se refletem nas tangentes
perpendiculares a incidência desses raios emitidos. Dessa forma, o ângulo do raio incidente é
igual ao mesmo raio refletido, considerando-se anormal à superfície refletora, seja em
superfícies planas, côncavas ou convexas.
O som, quando encontra com alguma uma superfície, rebate de forma geométrica, semelhança
com uma jogada de sinuca, ou, uma projeção da luz de uma lanterna, refletida numa
superfície espelhada, conforme exemplos representados na Figura 2.
18
Figura 2: Analogia da Reflexão do Som com: a) Jogada de sinuca b) Projeção da luz
de uma lanterna
Fonte: (EGAN, 1998)
As superfícies côncavas tendem a convergir os raios, porque depois de serem refletidos, os
raios se concentram em um foco, os que fazem com que essas ondas sonoras se superponham.
Já nas superfícies convexas, os raios sonoros tendem a difusão, promovendo a dispersão do
som no recinto, conforme Figura 3.
Figura 3: a) Superfície Plana b) Superfície Côncava c) Superfície Convexas
Fonte: (SILVA, 2006)
Esse comportamento dos raios sonoros levam ao chamado método geométrico, que utiliza o
sentido e a direção da onda sonora em comportamento idêntico ao do raio luminoso. Através
desse método é possível identificar tanto em corte esquemático com em planta baixa, de modo
a evitar ecos ou outros parâmetros prejudiciais (SILVA, 2005).
A forma geométrica de um recinto é um dos fatores que influência diretamente as condições
para o tempo de reverberação no ambiente. De maneira geral, superfícies muito próximas,
19
assim como distâncias muito grandes entre paredes tendem a gerar ecos nos ambientes.
Distâncias muito grandes entre o palco e algumas fileiras da platéia comprometem a
audibilidade dos sons, entretanto as formas dos ambientes, tais como formatos retangulares ou
trapezoidais tendem a produzir resultados aceitáveis, assim como os desvios de percurso dos
sons refletidos adicionados aos sons diretos tendem a prejudicar a audibilidade
(CARVALHO, 2006). A respeito de salas trapezoidais, Egan (1988) sugere um ângulo
preferencial de 30° em relação ao alinhamento do palco para que sejam evitadas distorções de
perspectiva do som.
Para se evitar o efeito flutter echo é indispensável que as paredes não devam ser paralelas, ou
que uma delas seja absorvedora ou difusora como mostrada nas Figuras 4 e 5. (VALLE,
2006).
Figura 4: Como evitar o efeito flutter echo
Fonte: (VALLE, 2006)
Figura 5: Caminho do som no diversos recintos
Fonte: (EGAN, 1988)
Carvalho (2006) destaca como sendo importante que o volume dos ambientes deve ser
adequado ao uso, uma vez que quando estes volumes são inadequados dificultam a correção
20
do tempo de reverberação nos recintos. Para esse requisito, o autor sugere uma relação de
volume ‘per capita’ em função do tipo de recinto, ver Quadro 1.
Volume Mínimo
(m³)
Volume Bom
(m³)
Volume Máximo
(m³)
Igrejas Católicas
Outras Igrejas
5,1
5,1
8,5
7,2
12
9,1
Salas de Concertos
Casas de Ópera
6,2
4,5
7,8
5,7
10,8
7,4
Cinemas
2,8
3,5
5,6
Salas de Conferência
Salas de uso múltiplo
2,3
2,8
3,1
3,5
4,3
5,6
Ambiente
Quadro 1: Relação Per capita em função do tipo de recinto
Fonte: (CARVALHO, 2006)
2.2 Parâmetros e Grandezas
A NBR 12179 de 1992, que aborda do tratamento acústico em recintos fechados, afirma que o
condicionamento acústico é o “processo pelo qual se procura garantir em um recinto o tempo
ótimo de reverberação”, considerando também os tipos de materiais empregados nas
superfícies do recinto.
Para os recintos fechados, os sons de música e de palavra falada apresentam comportamentos
diferentes e, portanto, devem ter parâmetros específicos a serem analisados em função de cada
tipo de ambiente, bem como sua forma geométrica e volume da sala, para que o
condicionamento acústico atue de tal forma que propicie o tempo de reverberação mais
apropriado para cada tipo de uso. Para isso, o gráfico da Figura 6 representa os tempos ótimos
de reverberação de salas, com destaque para a igreja católica, de forma que a inteligibilidade
dos sons tenha melhor capacidade de reconhecimento pela audição humana, neste exemplo,
para uma igreja católica, a leitura do volume do recinto é de 3.000,00 m³, indicando um tempo
de reverberação ótimo para 500 Hz de 1,75s. (SILVA, 2005)
O Gráfico 7 ilustra uma compensação de TR60 em 500 Hz onde deve-se aumentar em torno
de 50% na freqüência 125 Hz (grave), e baixar em 10% na freqüência 2.000 Hz (agudo), para
que se equilibre a curva do tempo de reverberação. (VALLE, 2006)
21
Figura 6: Tempo Ótimo de Reverberação
Fonte: (ABNT, 1992)
Figura 7: Gráfico para obtenção dos tempos de reverberação recomendado para
outras freqüências, com porcentagem do TR em 500 Hz obtido da Figura 6.
2.2.1 Grandezas
•
22
Freqüência (f) – é o número de ciclos ou oscilações por unidade de tempo. Ela é
expressa em Hertz (Hz), equivaler expor, um Hz igual a um ciclo por segundo. As
freqüências de áudio se dividem em três grupos: sons graves (de 20 Hz até 200 Hz);
médios (de 200 Hz até 6 kHz) e agudos (de 6 kHz até 20 kHz). Já o período (s), é o
tempo de duração de um ciclo, por isso, o período é o inverso da freqüência. (VALLE,
2006)
•
Reverberação – é um fenômeno que se dá em ambientes fechados. Trata do aumento
necessário de reflexões de um som emitido e se relaciona diretamente com a
inteligibilidade em um recinto. (CARVALHO, 2006)
•
Ecos - Segundo Silva (2005), as superfícies lisas e rígidas distantes a mais de onze
metros de uma fonte sonora têm a característica de refletir as ondas sonoras primárias.
O autor ainda diz que quando o receptor recebe o som emitido e o refletido, num
intervalo de tempo maior do que 1/15 segundos, produz uma repetição do som original
permitindo a percepção do atraso de dois sons distintos - este fenômeno é chamado de
Eco.
Outro elemento a considerar é o flutter echo. Trata-se de um efeito acústico bastante
desagradável ocasionado por reflexões rápidas e sucessivas que ocorrem quando
existem duas paredes paralelas que são refletivas e se encontram próximas. (VALLE,
2006)
•
Reflexão – A reflexão é uma mudança de direção e sentido de uma onda sonora, o
mesmo comportamento encontrado nos ângulos de incidência de um raio de luz numa
superfície, como na Figura 8. A reflexão sonora pode aprimorar a qualidade da difusão
de voz e música no ambiente. (CARVALHO, 2006)
•
Absorção – é um comportamento que uma onda sonora sofre quando incide sobre uma
superfície. Parte desta energia é absorvida pelo material e transformada em calor e a
outra parte é refletida de volta para o ambiente, como ilustra a Figura 8. Quanto maior
a quantia absorvida, maior é o coeficiente de absorção sonora da superfície. (VALLE,
2006)
23
Figura 8: Absorção, Transmissão e Reflexão do som
Fonte: (SILVA, 2005)
Diferenças entre isolamento e absorção – O isolamento sonoro é utilizado para que os
ruídos sejam impedidos de serem transmitidos a outros recintos. Os materiais de
isolamento são, geralmente, os que apresentam maior densidade. Já a absorção trata de
materiais mais leves e vem justamente a contribuir para o controle do tempo de
reverberação no recinto. Recomenda para que o parâmetro da absorção não deva ser
tratado como única fonte de correção do recinto. Cabe salientar que o volume de ar
nos recintos contribui para a absorção dos sons emitidos, muito embora sejam
desprezados para fins de cálculo. (BISTAFA, 2006)
•
Difusão – Semelhante à reflexão, mas as ondas sonoras são espalhadas em várias
ondas de intensidades menores, quando atinge uma superfície, para todas as direções.
Depende da freqüência da onda e da natureza dos materiais, sendo os mais porosos os
que mais distribuem estas ondas, produzindo um efeito de suavização sonora em todo
o ambiente. (VALLE, 2006)
•
Difração - É a propriedade da onda sonora de contornar as barreiras, ao qual assume
um comportamento de alterar a direção e reduzir sua intensidade, quando o
comprimento da onda do som for igual ou superior as dimensões dos obstáculos, ver
Figura 9. (CARVALHO, 2006)
24
Figura 9: Difração de um som agudo
Fonte: (CANDIDO, 2008)
•
Direcionalidade – É uma propriedade direcional de uma fonte sonora, e são percebidas
em diversas faixas de freqüência. Este índice é medido em decibéis e calculado através
da diferença do nível de pressão sonora e entre a fonte produzida e a média da pressão
sonora do receptor. (MAGARIO et all, 2003)
2.2.2 Parâmetros
•
Tempo de Reverberação (TR ou RT) – O tempo de reverberação é considerado o
elemento responsável pela percepção acústica dos ambientes. O tempo de
reverberação é o intervalo de tempo necessário para que ocorra a redução de 60 dB
após a interrupção do sinal sonoro (ver Figura 10). Tem se observado que quando o
som é emitido em um recinto fechado, a energia produzida tende a ser refletida pelas
paredes e demais superfícies internas diminuindo sua intensidade. As igrejas, objeto
deste trabalho, são as edificações onde os tempos de reverberação têm se mostrado
excessivos (SILVA, 2005). Inclusive, cabe destacar que nas grandes catedrais, devido
ao seu grande volume no interior, tal comportamento se apresenta recorrente.
25
Figura 10: Crescimento e decaimento sonoro em recintos com indicação do tempo
de reverberação, T60
Silva (2005) afirma que o professor Sabine1 desenvolveu uma fórmula empírica para
determinar o tempo de reverberação, considerando o volume cúbico do recinto e os
coeficientes de absorção e as áreas das superfícies dos materiais encontrados no
interior do ambiente em análise.
Tr = 0,161
V
Sn × αn
(1)
Sendo que: Tr é o tempo de reverberação obtido, em segundos; V é o volume do recinto, em m³; Sn é a
área de superfície dos materiais utilizados, em m²; n é o coeficiente de absorção de cada material, em
porcentagem.
Para o caso de superfícies muito absorventes, existe a fórmula de Eying que trata do
tempo de reverberação de forma mais adequada. (SILVA, 2005)
Tr =
0,161 × V
− Sl n (1 − α m ) + xV
(2)
Sendo que: Tr é o tempo de reverberação obtido, em segundos; V é o volume do recinto, em m³; S é a
área de superfície dos materiais utilizados, em m²; m é o coeficiente de absorção médio dos materiais,
em porcentagem; ln é o logaritmo neperiano de (1- m); x é o coeficiente de absorção para o ar.
1
•
“Wallace Clement Sabine, 1868-1919. Professor de física da Universidade de Harvard, nos Estados
Unidos, é considerado o pai da moderna acústica arquitetônica, por seu pioneirismo em aplicar o método
cientifico ao estudo da acústica de recintos. É dele a definição de coeficiente de absorção sonora.” (SILVA,
1997, p. 232)
26
Silva (2005) ainda relata que a fórmula de Sabine não se mostra precisa quando se
tratam de superfícies muito absorventes. Dessa forma, quando o coeficiente de
absorção (dado pela fórmula abaixo) resultar em valor inferior a 0,5 em ambientes
pouco absorventes deve-se empregar a fórmula de Sabine, e quando o valor se
apresentar superior em salas muito absorventes, deve-se empregar a fórmula de
Eyring.
αm =
Sα
S
(3)
Sendo que: S é a área de superfície dos materiais utilizados, em m²; m é o coeficiente de absorção
médio dos materiais, em porcentagem; S é a absorção de cada material.
A Norma Brasileira estabelece o TR ótimo para a freqüência de 500 Hz (BISTAFA,
2006). Complementando esta informação, Valle (2006) afirma que a absorção acústica
para cada material varia conforme a freqüência, e consequentemente, o TR60 também
varia. A esse novo índice, chama-se Coloração.
Numa sala em equilíbrio os índices de absorção devem considerar os tempos de
reverberação de TR60 ideais para as várias freqüências, de forma que os parâmetros se
mantenham próximos aos padrões demonstrados no gráfico da Figura 11. (VALLE,
2006)
Figura 11: Variação do RT60 com freqüência “coloração”
Fonte: (VALLE, 2006)
•
27
Nível de Pressão Sonora (NPS ou SPL) – é a intensidade da pressão da energia sonora
no ambiente, e que será transmitida para os tímpanos do ouvinte (MAGARIO et all,
2003). O decibel é uma unidade de nível sonoro que demonstra a variação da potência
sonora detectável pelo sistema auditivo expresso em escala logarítmica e é usado para
comparação de potências (BISTAFA, 2006). Segundo Carvalho (2006), o decibel (dB)
é o sistema universal que define em um único valor o nível de pressão acústica, e
ainda, por ser a aferição que mais se aproxima da sensação de audibilidade humana,
este parâmetro possui aceitação internacional. Em outras palavras, o decibel indica a
intensidade do som. (SONEX, 2010)
•
Tempo de Decaimento Inicial (EDT) – é relacionado com a impressão subjetiva de
como sinal emitido se modifica em função da reverberação do recinto, trata-se
portanto, do “tempo necessário para que a curva de decaimento energético caia os
primeiros 10dB, multiplicado por seis”. (BISTAFA, 2010)
•
Definição (D50) – é uma forma de reflexão que contribui para a audibilidade dos sons
produzidos, sendo diretamente relacionado com a inteligibilidade da fala, mesclando a
energia sonora direta e a refletida. Trata da característica da reflexão que atinge o
receptor em até 50ms após a chegada do som direto (BOTTAZINI et all, 2007). Em
seu artigo, (BOTTAZZINI et all, 2007; apud BARROM, 1998) afirma que a definição
se correlaciona com a inteligibilidade da fala, pois compara a energia do som direto e
as reflexões úteis com a energia total do impulso.
Araújo et all (2006) recomenda que valores de D50 sejam maiores que 70%, pois
indicam 95% de inteligibilidade da fala.
•
Clareza (C80) – De acordo com Bistafa (2010) é o parâmetro que trata das reflexões
que atingem o ouvinte até 80ms após a emissão do som direto. Sendo usualmente
obtidas a partir da resposta impulsiva, e se caracterizam como transparência da
música.
Para Valle (2006) os valores admissíveis dependem do tipo de musica executada, ou
seja: de -2 dB a +2 dB para instrumentos de sopro; de 0 dB a +4 dB para música
clássica, sinfônica, cordas e corais, sendo considerada ideal para igrejas tradicionais;
de 2 dB a +6 dB para instrumentos de cordas puxadas, musica pop e música religiosa
moderna e de +4 dB a +8 dB para instrumentos de percussão e rock’n roll, inclusive
28
em igrejas. Valores maiores de 8 dB não são recomendados pelos autores Bottazzini e
Bertolli (2007; apud FABRI et all, 1998) reafirmam valores de -2 db e 2 dB para o
parâmetro C80, considerando ainda, aceitáveis valores entre -4 dB e + 4 dB.
•
Índice de Transmissão da Fala – (STI - speech transmission index) – é o índice de
transmissão da fala que considera o ruído de fundo e o tempo de reverberação que
contribuem para a interferência na compreensão do discurso. Os critérios admissíveis
admitem valores entre 0, considerado ruim e 1, considerado excelente. (BARBO, et
all, 2009)
Cabe mencionar que existe o Índice Rápido de Transmissão da Fala – (RaSTI), que é
uma forma simplificada do STI, obtido diretamente a partir das perdas de ALcons.
Este índice é comumente utilizado na Europa e aceito no Brasil através dos seguintes
índices: valores entre 0,6 e 1,0 - são considerados ótimos; entre 0,45 e 0,6 - são bons;
entre 0,3 e 0,45 - são razoáveis, entre 0,25 e 0,3 - são ruins e entre 0,0 e 0,25 são
considerados inaceitáveis. (VALLE, 2006)
•
Inteligibilidade – é a capacidade de reconhecimento da palavra falada ou dos sons nos
recintos (SILVA, 2005). As perdas relacionadas à inteligibilidade, principalmente as
da fala, são aquelas relacionadas à articulação das consoantes. Os holandeses Pleutz e
Klein estabeleceram uma forma de calcular e estabelecer parâmetros para essa perda
de articulação de consoantes, o ALcons (articulation loss of consonants) da seguinte
forma: perdas da ordem de 0% a 5%, a inteligibilidade é considerada excelente; perdas
de 5% a 10% - considerada boa; perdas de 10% a 15% - considerada aceitável e perdas
acima de 15%, a inteligibilidade é considerada inaceitável. (VALLE, 2006)
2.3 Materiais para Condicionamento Acústico
Segundo Nunes (2005), os materiais que trabalham acusticamente por absorção o fazem
através da dissipação da energia sonora por atrito, de forma que o material permite a entrada e
movimentação das moléculas de ar no seu interior. Portanto, os materiais apresentam
coeficientes de absorção específicos, que variam em função da freqüência do som incidente
(ver Figura 12).
29
No que se refere aos materiais com propriedades de absorção e reflexão acústicas podem ser
classificados como sendo de três tipos básicos: porosos e fibrosos, painel ressonador e
ressonador de Helmholtz. Os materiais fibrosos tais como lã de vidro, tecidos, entre outros, e
os porosos, tais como espumas, esponja, etc., apresentam maior eficiência de absorção nas
altas freqüências. Estes tipos de materiais absorventes requerem proteção contra pó, respingos
e sujeira, de forma cuidadosa para garantir a entrada da movimentação das moléculas de ar no
seu interior. As membranas ressonadoras apresentam maior eficiência nas baixas freqüências
e pequena absorção nas medias e altas freqüências. Trata-se de uma chapa fina de madeira ou
metal fixado um pouco afastado na superfície a ser tratada, de forma a trabalhar através da
camada de ar criada pelo dispositivo. Por fim, os ressonadores de Helmholtz são superfícies
com cavidades ou furos de forma que a absorção venha a ter bom desempenho apenas nas
baixas freqüências. (NUNES, 2005)
Figura 12: Coeficiente dos materiais de absorção sonora
Fonte: (NUNES, 2005)
2.4 Apresentação de Casos
30
Segundo Bistafa (2010) o desempenho acústico das salas que utilizam a palavra falada são
diretamente influenciadas pelas características físicas do projeto arquitetônico, de modo que
as condições ideais acústicas possam ser analisadas ainda na fase de projeto. O autor sugere
que essa premissa justifica a realização de diversos estudos e projetos de pesquisa
relacionados a trabalhos de medições e simulações computacionais por diversos autores, antes
da sua execução. Nesta fase, o projeto do ambiente representa um ganho de desempenho
acústico, evitando futuro tratamento acústico na edificação, que pode resultar em gastos extras
no orçamento.
Bistafa (2010) ainda afirma que nos ambientes de audição crítica, como é o caso das igrejas,
os atributos acústicos subjetivos se relacionam diretamente com alguns índices objetivos.
Entretanto, a carência de índices mais especializados induz a utilização de softwares
especializados na caracterização e simulações acústicas das salas estudadas. O autor observa
que certas características apresentadas em medições são confirmadas nas simulações
computacionais por traçado de raios.
Tem-se observado que a acústica arquitetônica tem buscado promover a qualidade sonora nos
recintos, de forma a virem de encontro com as expectativas de experiência acústica dos
ouvintes. Considerando as particularidades de cada tipo de sala, muitas vezes, estão
envolvidas várias dimensões subjetivas, sendo, portanto, necessário dispor de índices que
venham a quantificar objetivamente essas impressões subjetivas, por esse fato é que o
parâmetro da acústica de salas de audição critica ainda se encontram em pesquisa e
desenvolvimento. (BISTAFA, 2010)
A seguir serão expostos artigos de pesquisas realizados em salas de audição crítica,
especificamente tratando de casos de igrejas.
2.4.1 Igreja da Paz em São Paulo
A busca de um índice que possa quantificar as impressões subjetivas através da avaliação por
métodos, medições e simulações, para avaliar o desempenho sonoro a que é submetida uma
31
igreja, levou Araújo et all (2006) a escolher para análise, a igreja luterana Igreja da Paz, em
São Paulo - SP, por apresentar uso crítico do espaço através da palavra falada e da música.
A metodologia adotada consistiu no levantamento de dados através da medição de área e
volume do recinto, bem como o levantamento dos elementos existentes que configuram o
ambiente. As medições acústicas visaram identificar parâmetros objetivos da sala através da
leitura da Resposta Impulsiva (RI), utilizando o software Aurora. Os dados de RI foram
obtidos a partir de três tipos de sinais, repetindo cada sinal três vezes, totalizado vinte e sete
medições. As fontes sonoras foram posicionadas no centro do altar, sendo as leituras obtidas
em três locais da igreja, através da média aritmética dos valores apurados da RI encontrada.
Os dados foram sistematizados através de um código para cada tipo de sinal, para cada ponto
de medição, pela ordem (seqüência) das medições e um para a média dos valores obtidos.
Para a obtenção da resposta impulsiva, os autores chamam a atenção para o fato de que a
relação dos equipamentos escolhidos determina o sucesso da medição, uma vez que deve
haver uma relação de sinal e ruídos de forma favorável. No estudo, foi identificado que um
dos sinais apresentou distorção em função das características físicas da igreja e pela mesma se
encontrar vazia, prejudicando o parâmetro relacionado a reverberação. Inclusive, em alguns
procedimentos, os dados apresentaram problemas específicos referentes a alguns parâmetros,
indicando que quando um parâmetro não esta adequado, os resultados mostram-se imprecisos.
Após as medições, os dados foram tabulados e tratados através de gráficos e tabelas para a
apresentação da análise. As simulações analisadas foram desenvolvidas no software CattAcoustics, através de um modelo virtual do ambiente implantado no programa. O modelo
tridimensional foi construído minuciosamente no software Autocad para a definição de todas
as superfícies do ambiente. Usualmente, o software Catt-Acoustics gera um arquivo de
informações relativas ao modelo gerado, indicando possíveis erros na definição dos planos.
Uma vez feitas as adequações no modelo, foram informados os dados dos materiais de
acabamento das superfícies.
Os dados foram sintetizados e tabulados nas freqüências adequadas. Foram definidos os
parâmetros acústicos no software Aurora, uma vez que mostram uma melhor relação com as
sensações subjetivas correspondentes. Os resultados obtidos com este software foram
apresentados em uma tabela e comparados com critérios de qualidade ideais e se mostraram
desfavoráveis, indicando que a igreja é muito reverberante, prejudicando o entendimento da
32
fala e a clareza. Somente o ponto mais próximo da fonte sonora mostrou condições um pouco
melhores. Como demonstram os dados dos Quadros 2 e 3, os resultados obtidos com o
software CATT-Acoustics através dos mesmos parâmetros utilizados nas medições com o
software
AURORA indicaram a maioria dos dados desfavoráveis, entretanto os dados
obtidos de C80 e D50 se mostraram melhores no CATT-Acoustics. As curvas de simulação
acústica se mostraram próximas entre si, o que diferiu bastante dos dados obtidos na medição.
Quadro 2: Valores obtidos no AURORA x critérios de qualidade
Fonte: (ARAÚJO, et all, 2006).
Quadro 3: Valores obtidos no CATT-ACOUSTICS x critérios de qualidade
Fonte: (ARAÚJO, et all, 2006).
A conclusão é que ambos os softwares confirmaram a percepção subjetiva obtida “in loco”
pelos autores, sendo de que a igreja não é apropriada à fala. Inclusive, a condição reverberante
da sala vazia prejudica seu uso principal. O distanciamento dos valores obtidos em relação
aos valores ideais indica a necessidade de correção acústica da sala considerada.
2.4.2 Catedral Metropolitana de Porto Alegre
Simões et all (2001) realizaram um estudo acústico da Catedral Metropolitana de Porto
Alegre - RS, e posterior projeto e execução do condicionamento acústico, para o qual foram
33
ajustados parâmetros como o tempo de reverberação, através da instalação de materiais e
revestimentos apropriados, buscando preservar as características arquitetônicas e o valor
histórico da edificação.
Para este trabalho, os autores, relatam que usaram uma metodologia que consistiu na
demarcação das fontes de ruído e de pontos de medição, lidos por equipamentos portáteis e
pelo software AcoustaCADD. Para este trabalho, foram considerados parâmetros tais como:
tempo de reverberação, acústica geométrica, inteligibilidade da palavra e ruído de fundo.
Em todos os casos, os dados obtidos foram utilizados para simulações do modelo no software,
buscando referência com valores ideais esperados para este tipo de ambiente. Com o resultado
das simulações, foram escolhidos materiais de revestimentos adequados, sua localização e
ajustes de potência da fonte sonora, de forma a aproximar os níveis acústicos para os níveis
semelhantes ao da voz humana.
Os autores relatam que os dados obtidos das fontes sonoras foram tabulados e comparados
com os índices da tabela de materiais e revestimentos, para o ajuste do modelo e posterior
simulação de absorções para a correção da reverberação. Foram escolhidos materiais
certificados de absorção sonora que puderam ser integrados na arquitetura do ambiente. Os
materiais foram trabalhados de forma a garantir maior absorção e aproveitamento através de
materiais de correção.
Figura 13: a) painel nas paredes Laterais b) Reboco removido para embutir painel
c e d) Colocação de revestimento de lã de vidro nas cornijas e fundo da igreja
Fonte: (SIMÕES et all, 2001)
34
Simões et all (2001) buscaram trabalhar nas paredes da catedral, pois eram as áreas que não
possuíam elementos artísticos comprometedores, podendo estas superfícies receberem painéis
de absorção (ver Figura 13). Conforme os autores, as ornamentações têm bastante absorção, o
que vem a contribuir positivamente na reverberação dos ambientes.
Como conclusão do trabalho foi identificada que as alterações empregadas produziram
melhoras significativas no comportamento acústico da Catedral, inclusive pela manifestação
dos usuários que perceberam a melhora na inteligibilidade da palavra falada, atingindo o
objetivo do trabalho, considerando os parâmetros específicos para igrejas e as limitações
características do local.
2.4.3 Complexo da Pampulha em Belo Horizonte
A arquitetura modernista traz nos seus princípios, o uso de estruturas leves, independentes e o
uso de planos que conformam de ambientes. Em função dessas características, Cornacchia e
Viveiros (2008), realizaram um trabalho de análise do desempenho acústico dos edifícios do
complexo da Pampulha em Belo Horizonte, MG, uma vez que estes edifícios apresentam
baixa qualidade acústica, evidenciadas por altos valores do tempo de reverberação obtidos nos
mesmos.
No trabalho, as autoras relacionam uma breve descrição das características da arquitetura
modernista no Brasil, chamando a atenção para o fato de que os edifícios privilegiam os
aspectos formais em detrimento da funcionalidade. As autoras ainda descrevem o conjunto da
Pampulha datado da década de 50, projetado pelo arquiteto Oscar Niemeyer para a prefeitura
de Belo Horizonte. O conjunto de edifícios foi projetado em torno na lagoa artificial da
Pampulha, sendo destinados a configurarem uma área de lazer. O programa englobou um
cassino, um clube elegante, um salão de danças popular, uma igreja e um hotel de férias (este
último, não construído). De maneira geral, a composição dos edifícios traz uma composição
baseada em volumes planos e curvos, pano de vidro e pé direito duplo. O interior das
edificações é luxuoso, com diversos elementos reflexivos nas paredes.
Cornacchia e Viveiros (2008) esclarecem que o conforto acústico envolve sensação de bem
estar, tranqüilidade emocional e satisfação dos usuários. Uma pesquisa feita pelas autoras
demonstrou que a orientação acústica é uma necessidade desejável pelos usuários em geral,
35
mas considerada, pelos profissionais e estudantes de arquitetura, uma necessidade somente
para edificações específicas para essa finalidade. Conceitualmente, o tempo de reverberação é
considerado um dos principais parâmetros responsáveis pela qualidade acústica dos
ambientes, juntamente com o nível de ruído de fundo, o que vem a ser o objetivo do trabalho
das autoras.
A metodologia utilizada se baseou nas definições específicas do tempo de reverberação,
considerando o volume do ambiente, as áreas dos materiais e o coeficiente de absorção dos
materiais. Dessa forma, foi estimado o tempo de reverberação das edificações do complexo da
Pampulha, com foco principal a nave central da igreja. O método estatístico determinou o
tempo de reverberação de ambientes específicos do complexo arquitetônico, utilizando o
software ECOTECT. Foram levantados todos os materiais de revestimentos das superfícies e
determinado os coeficientes de absorção sonora. Os ambientes são estudados, a partir, dos
espaços vazios, ou seja, sem usuários, tornando a análise em condição crítica, uma vez que
ambientes desocupados ou com poucas pessoas baixam os valores de absorção.
Os dados obtidos nas medições foram confrontados e adequados entre os volumes e o
desempenho dos ambientes, e tabulados em um gráfico comparativo com os parâmetros
recomendados na norma brasileira para os ambientes estudados. Foi identificado que os
edifícios se enquadram no grupo de comunicação verbal, que é o caso de edifícios religiosos Igreja de São Francisco de Assis de 1943.
Em todos os edifícios, Cornacchia e Viveiros (2008) relatam que foram encontrados valores
de TR muito superiores aos valores tidos como ótimos, como demonstra o gráfico abaixo,
evidenciando a forte presença de diversos tipos de materiais reflexivos, panos envidraçados, e
grandes volumes.
A conclusão das pesquisadoras é de que o complexo arquitetônico da Pampulha apresenta
atributos muito particulares, tornando os edifícios de baixa qualidade quanto aos atributos
acústicos. Os resultados da Figura 14 sugerem ainda que, na maioria dos casos, edifícios de
arquitetura moderna apresentam ambientes com índices exagerados no tempo de
reverberação.
36
Figura 14: Gráfico comparativo entre TR calculado no Ecotect e TR ótimo 500 Hz
Fonte: (CORNACCHIA et all, 2008)
2.4.4 Basílica Nossa Senhora Medianeira de Santa Maria
De maneira geral, as basílicas são edificações imponentes, com pé direito muito elevado e de
grande capacidade de concentração de pessoas. As exigências quanto às qualidades acústicas
em ambientes de igreja abrangem a combinação de parâmetros relacionados diretamente à
fala e a música Barbo et all (2008; apud MAKRINENKO, 1994). Os autores realizaram um
trabalho de análise do comportamento acústico de uma igreja de arquitetura contemporânea, a
Basílica de Nossa Senhora Medianeira na cidade de Santa Maria - RS.
A basílica em questão possui arquitetura singular, de tipologia contemporânea, planta em
formato de sino, vitrais, aplicações em madeira entalhada e altura variável do teto. O estudo
tratou dos parâmetros: tempo de reverberação e o tempo de decaimento inicial, sendo que os
mesmos se deram em função dos dados obtidos através de respostas a fontes impulsivas no
ambiente.
Segundo os autores o trabalho foi feito através do levantamento detalhado dos materiais
encontrados no ambiente a fim de obter os dados referentes aos cálculos do tempo de
reverberação, obtidos por fontes impulsivas colocadas em pontos estratégicos dentro da
basílica, em distâncias de acordo com normatização técnica. Os dados registrados foram
tabulados em função da pressão sonora e sinais obtidos pelas fontes impulsivas dos
dispositivos empregados (madeira e balão).
37
Os resultados obtidos com o dispositivo de madeira indicaram desvios padrões com
disparidades entre os parâmetros analisados em altas e baixas freqüências. Já na medição com
balões, os índices mostraram valores menores nos casos correspondentes. Estes dados
indicaram que os valores oscilam em função da posição da fonte e do receptor. Para o cálculo
do tempo de reverberação, os pesquisadores utilizaram diretamente a fórmula de Sabine,
empregada aos materiais relacionados.
Em seguida, os autores agruparam em um gráfico ilustrativo os dados obtidos em cada
experimento para comparação (ver Figura 15). O gráfico gerado indicou que os dados tanto
dos dispositivos quanto os do emprego da fórmula de Sabine apresentam valores similares,
exceto aqueles obtidos analiticamente (fórmula matemática) sob caracterização de materiais
com coeficientes de absorção desconhecidos (caso dos vitrais moldados sob placas de
concreto).
Figura 15: Gráfico de TR decorrentes do dispositivo de madeira, do estouro de
balões e do cálculo.
Fonte: (BARBO et all, 2008)
De maneira geral, Barbo et all (2008) concluíram que os valores obtidos para o tempo de
reverberação são extremamente superiores aos ideais recomendados tanto para a fala quanto
para execução de música, concluindo que a basílica não possui o ambiente adequado para a
fala e tão pouco para a música sacra. Em outro artigo, Barbo et all (2009), relatam a carência
na qualidade sonora, prejudicando a compreensão da palavra falada e da música litúrgica,
neste mesmo santuário. Desta forma, o desempenho acústico de uma basílica de arquitetura
contemporânea como é o caso do objeto de estudo do trabalho apresentado pelos autores, visa
38
analisar a eficácia da resposta impulsiva de uma fonte alternativa, experimentada in loco,
2
para a avaliação da qualidade acústica de um recinto de grandes dimensões.
O trabalho realizado vem a mostrar a comparação entre as medições com a fonte em posições
frontais e outras distribuídas nas laterais e no fundo da referida basílica. Alem dos
dispositivos empregados, foram utilizados equipamentos eletrônicos para as medições e os
dados foram processados no software dBBati32.
No que se refere a metodologia adotada, os autores avaliaram parâmetros acústicos com os
ideais de norma técnica especifica. As medições se distribuíram em três etapas, sendo que a
primeira tratou da validação da fonte impulsiva para se obter os dados para avaliação e
comparação com o tempo de reverberação e o tempo de decaimento inicial, através de dados
medidos a partir da resposta do sinal impulsivo obtido por duas fontes distintas: pelo estouro
de balões e pelo dispositivo de madeira. A segunda etapa tratou dos levantamentos dos
parâmetros acústicos. Já a terceira etapa consistiu na locação dos pontos em locais
estratégicos dentro da basílica.
Cabe salientar que para este tipo de ensaio, o balão apresenta um comportamento ideal quanto
a baixas freqüências, mas apresenta maiores oscilações no espectro, alem de problemas de
qualidade do material, de maneira geral, tais como falta de homogeneidade na superfície e
problemas referentes a falta de controle em relação ao volume e da pressão do ar, inclusive,
há o aumento no tempo dispendido para a realização do experimento em função do
enchimento dos balões. Por outro lado, o uso do dispositivo de madeira apresenta maior
economia e praticidade, o que apresenta uma boa eficácia para este tipo de medição. Para o
calculo do tempo de reverberação, foi empregada diretamente a fórmula de Sabine.
Também foi realizado o levantamento das superfícies para a determinação da absorção total
do recinto. Neste caso, foram ignorados os bancos por atuarem com difratores sonoros, que
geraria um efeito de sombra acarretando em uma menor intensidade do som. Por outro lado,
os autores decidiram incluir a absorção sonora do ar, em função do grande volume do recinto,
que neste caso, vem a influenciar o calculo do tempo de reverberação.
2
Bottazzini et all (2007) dizem que a maior parte dos índices objetivos podem ser obtidos a partir da resposta
impulsiva, que é a resposta da pressão sonora registrada na posição do receptor. Essa fonte sonora tem a
característica de produzir um sinal muito intenso e de curta duração (citando Barrom, 1998). O dispositivo
alternativo empregado é um equipamento artesanal de madeira que tem a função de gerar um impulso de curta
duração quando o mesmo é fechado manualmente.
39
Os resultados encontrados a partir do ensaio mostraram variações dos dados obtidos para o
TR e EDT com os dois tipos de dispositivo. Isso se deve ao fato de que os equipamentos
apresentam dificuldades de excitação nas bandas de freqüência analisadas.
Foi verificado que os coeficientes de absorção obtidos de tabelas padrão apresentam TR
maiores dos dados experimentados, uma vez que são relevantes as dificuldades encontradas
nos dados referentes aos materiais e componentes com detalhes específicos encontrados nos
mesmos.
Os autores concluem que o dispositivo de madeira pode ser empregado como expectativa de
respostas confiáveis. O tempo de reverberação apresentou resultados acima dos valores de
referência conhecidos para os volumes similares aos da basílica. Por fim, a Basílica da
Medianeira não apresenta condições acústicas ideais para o tipo de recinto, prejudicando a
qualidade sonora do ambiente e dificulta o entendimento da mensagem religiosa transmitida
para os fieis.
2.4.5 Templos Religiosos de Maceió
Em seu artigo, Santos e Oiticica (2005) avaliaram a qualidade acústica de seis igrejas na
cidade de Maceió, Alagoas, sendo as mesmas caracterizadas como templos Batista, Católico e
Evangélico. Os templos estudados apresentam sérios problemas acústicos, principalmente em
função da má inteligibilidade da palavra recebida pelos ouvintes.
Tais problemas foram identificados pelos autores como provenientes da platéia, do locutor e
interferências externas ao recinto, promovidas pelo tráfego intenso de veículos e pessoas. A
acústica é agravada pela iniciativa da instalação de amplificadores de som nos templos, vindo
a intensificar os ruídos internos e acarretando desconforto também para a vizinhança,
extrapolando as tolerâncias admitidas nos templos e os níveis de conforto requeridos para
áreas de habitação.
Os pesquisadores chamam a atenção para o fato de que cada tipo de religião tem propriedades
acústicas distintas de serem analisadas, uma vez que em igrejas protestantes, é predominante
o uso da palavra falada, enquanto que em igrejas católicas, predomina a música litúrgica.
Essas diferenças acarretam necessidades especificas quanto aos parâmetros referentes ao
40
tempo de reverberação em cada caso: baixo em igrejas protestantes e altos em igrejas
católicas. Os autores evidenciam problemas relacionados à alta capacidade de pessoas para
cada templo.
Para os que promoveram este estudo, foram selecionadas igrejas com características físicas
semelhantes, de forma analisar a qualidade acústica de forma a focalizar os resultados na
avaliação dos materiais encontrados nos ambientes, quanto aos padrões de reverberação e
quanto a intensidade dos ruídos apresentados. O levantamento dos materiais indicou maior
uso de elementos em madeira nas igrejas católicas, bancos em madeira e PVC nas igrejas
batistas e maior quantidade de elementos em PVC nas igrejas evangélicas. Na grande maioria
dos casos foram encontrados dispositivos sonoros (amplificadores), elementos de
climatização (ventiladores de teto) e grande variedade de materiais reflexivos no ambiente.
Os autores realizaram os estudos através de metodologia baseada nos levantamentos gráficos,
de materiais de revestimento e mobiliário. Foram calculados os tempos de reverberação em
cada templo com 50% e 100% de ocupação e analisados os dados obtidos comparados aos
ideais. As medições foram feitas através de decibelímetro em momentos específicos, com e
sem celebração a fim de obter-se a leitura de ruídos de fundo.
As análises dos resultados foram separadas por tipo de templo, considerando valores ideais
para cada um dos casos, utilizando as correções necessárias para cada uma das freqüências
analisadas. Os dados foram tabulados em uma única tabela comparativa entre os valores
corrigidos e os valores encontrados. Em todos os casos, os dados encontrados se mostraram
fora dos padrões ideais, tanto os referentes aos da acústica arquitetônica quanto aos tempos de
reverberação encontrados.
Quanto às medições de ruído de fundo, as leituras se deram em momentos distintos: com e
sem celebração. Os dados foram tabulados e comparados com índices recomendáveis (ver
Quadro 4). Os dados obtidos nas tabelas concluem que os níveis de ruído estão muito acima
dos recomendáveis, que os ruídos externos interferem nos dados obtidos internamente e que
apesar de a relação sinal-ruído ser satisfatória, ocorre a falta de concentração e estresse aos
usuários. Também ficou apontada a necessidade de implantação de barreira acústica aos
ruídos tanto internos quanto externos, (interior-exterior e exterior-interior).
41
Quadro 4: Tempo de reverberação ótimo corrigido** por templo de acordo com a
freqüência
Fonte: (SANTOS et all, 2005)
Os autores concluem que os problemas encontrados advêm em parte do projeto arquitetônico
sem preocupação com a qualidade acústica, indicando a necessidade de atenção com os
parâmetros de reverberação e condições de ruído ambiental, incluindo a necessidade do
isolamento acústico dos edifícios estudados.
2.4.6 Igrejas Barrocas de Ouro Preto
Bottazzini et all (2007) observam que as celebrações religiosas ocorridas nas igrejas católicas
têm utilizado, além do uso da palavra falada, a necessidade de promover a qualidade acústica
para a audição musical. Em virtude da importância das igrejas barrocas mineiras no Brasil e
os problemas acústicos reclamados pelos padres e fiéis, os pesquisadores analisaram a
caracterização acústica de cinco igrejas barrocas de Ouro Preto, em Minas Gerais. As igrejas
foram edificadas no século XVIII em alvenaria de taipa com pavimentos e tetos em madeira.
A maioria delas possui planta retangular com o teto da nave em formato arqueado ou semiarqueado, enquanto que nas outras, tem a planta possui formato elíptico com o teto retangular
ou semi-arqueado. Entretanto, em todas elas existem adereços e esculturas feitas em madeira.
Os resultados deste artigo se apresentam como um modelo referencial de análise para a Igreja
do Bairro Século XX, sendo, portanto, os dados melhor descritos.
Os autores analisaram parâmetros arquitetônicos tais como o volume, formato, e área de
entalhes e outras superfícies de madeira (ver Figura 16 e Quadro 5). Dentre os parâmetros
42
acústicos, foram utilizados o STI, clareza, definição, EDT e o tempo de reverberação, sendo
que os mesmos foram calculados segundo norma específica. Os dados foram obtidos através
do método da técnica impulsiva, utilizando o programa de avaliação de salas Dirac – Bruel &
Kjaer.
Figura 16: Planta baixa da igreja CSFA com as posições de medição e fonte sonora
Fonte: (BOTTAZZINI et all, 2007)
Quadro 5: Parâmetros arquitetônicos das Igrejas avaliadas
A análise dos dados tabulados mostrou que apenas uma igreja apresentou índices razoáveis de
STI, sendo que as demais foram classificadas como índices muito ruins, como os
apresentados no Quadro 6.
Quadro 6: STI médio e Ruído de fundos das igrejas avaliadas
A Definição mostrou valores de D50 diminuindo conforme aumentava a distância em relação
a fonte sonora em algumas igrejas e os valores se mantiveram constantes em outras, indicando
43
que a forma elíptica da igreja se relaciona com a concentração de energia. Os gráficos da
Figura 17 também mostram que os parâmetros analisados têm direta relação com as
superfícies de madeira. Entretanto, altos valores de ruído de fundo prejudicam a
inteligibilidade dentro dos ambientes.
Figura 17: Definição (D-50) média por freqüência e posição.
Quanto a Clareza, os valores encontrados para C80 em algumas igrejas demonstram melhores
condições para a execução da música, uma vez que apresentam resultados mais equilibrados e
dentro da faixa ideal para esse parâmetro (ver Figura 18).
Figura 18: Clareza (C-80) média por freqüência e posição
O EDT das igrejas apresentou valores menores que o TR tanto para as bandas de freqüência
de 125 a 4.000 Hz. Quanto às posições de medição os valores se apresentaram menores nas
áreas mais próximas da fonte sonora (ver Figura 19).
44
Figura 19: EDT médio por frequência e posição
O tempo de reverberação apresentou dados bastante homogêneos, sendo que na maioria das
igrejas analisadas, os dados relacionados à freqüência apresentaram pouca variação (ver
Figura 20). Cabe salientar que o EDT e o TR mostraram valores proporcionais quanto à
presença das superfícies de madeira, entretanto a forma geométrica exerce bastante influência,
tanto para aumento quanto para diminuição destes índices.
Figura 20: TR médio por freqüência e posição
A forma elíptica mostrou uma tendência a concentrar energia e ao desenvolvimento das ondas
sonoras “defeituosas” (BISTAFA, 2004). Por outro lado, a forma retangular proporcionou
uma melhor distribuição do som no ambiente em função dos entalhes de madeira porque
criam uma maior difusão sonora, criando um campo acústico homogêneo de forma geral.
De maneira geral, se concluiu que maiores quantidades de superfícies em madeira, assim
como a regularidade de distribuição dos elementos decorativos em madeira, apresentaram
melhores resultados para o parâmetro D50. A forma da igreja mostrou direta relação para os
valores de C80, considerando ainda o equilíbrio fornecido pela influência dos elementos em
madeira. As sensações de reverberação foram diminuídas em função dos EDTs obtidos,
contribuindo positivamente para a qualidade acústica dos ambientes. As igrejas barrocas
apresentaram valores de TR reduzidos em baixas freqüências, ligeiro aumento nas medias
freqüências e redução nas altas, indicando que se mostram como uma exceção quanto ao
45
comportamento acústico da maioria das igrejas em geral, uma vez que é comum encontrar
tempos de reverberação elevados nas medições. Entretanto, nas igrejas barrocas, o estilo
arquitetônico influenciou diretamente e positivamente a qualidade sonora pela inteligibilidade
da fala e da música.
2.4.7 Igrejas do Século XIX de Porto Alegre
Simões et all (2005) realizaram um estudo das igrejas do século XIX em Porto Alegre, RS,
sendo escolhidas quatro igrejas para serem realizados os levantamentos e mais a Catedral de
Porto Alegre, sendo que neste caso, os dados necessários foram os adquiridos por outro
estudo realizado anteriormente para a mesma. Através dos dados obtidos das igrejas
analisadas os autores buscaram elaborar recomendações para aperfeiçoar o desempenho
acústico da catedral metropolitana, bem como estabelecer recomendações/diretrizes de projeto
para arquitetura de espaços urbanos similares.
A metodologia de trabalho consistiu na realização de medições nos locais, levantamentos e
demais informações fornecidas pelo Instituto do Patrimônio Histórico Nacional - IPHAN,
bem como a utilização de dados coletados em pesquisas anteriores para o caso da catedral. Os
dados obtidos foram tabulados e foram realizadas simulações computacionais através do
software AcoustaCadd para a construção dos modelos virtuais.
As medições foram obtidas a partir do método do impulso integrado, obtidos em diferentes
pontos marcados em planta baixa. Os dados obtidos em cada ponto foram recebidos por duas
respostas e por duas freqüências (de 125 Hz a 4.000 Hz). A seguir, os dados foram analisados
para determinar o tempo de reverberação médio das salas e em diversas freqüências para
EDT, T20 e T30.
Também foi ensaiado o estudo da inteligibilidade da palavra através de indicadores que
avaliam a perda da inteligibilidade das consoantes, em função da distancia entre o emissor e o
receptor e do tempo de reverberação da sala. Foi fixado o nível de ruído de fundo para efeito
de comparação entre as igrejas analisadas.
Os resultados obtidos se apresentaram na forma de gráficos que ilustram os comportamentos
das igrejas em comparação simultânea para cada tipo de gráfico, ilustrados pela Figura 21. As
46
análises dos resultados apontaram que os revestimentos e acabamentos internos influenciam o
comportamento acústico das igrejas e que quanto mais rebuscados/detalhados forem os
adornos, contribuem para uma melhor acústica geral dos recintos. As igrejas analisadas
apresentam variação gradual quanto a quantidade de adornos, do mais ornamentado – que é o
caso da catedral, para o menos rebuscado, de arquitetura moderna.
Figura 21: a) Tempo de Reverberação Medido, EDT b) Tempo de Reverberação
Medido, T20 c) Tempo de Reverberação Medido, T30 d)Gráfico de Índice Alcons e
Inteligibilidade da Fala
Fonte: (SIMÕES et all, 2005).
Os autores recomendam escolhas adequadas quanto aos materiais de revestimento e
elementos construtivos ainda na fase de projeto, sendo que essa pratica favorece o conforto
acústico desejado para este tipo de recinto. Através da variedade de tipologias estudadas,
conclui-se ainda que igrejas de volume interno grande requerem investimentos em tratamento
acústico, e que quanto menor o pé direito do ambiente, o conforto acústico se torna mais fácil
de ser alcançado. Também se observou que os ornamentos contribuem para o conforto
acústico em virtude de aumentarem a difusão do som no recinto. Quanto aos materiais a
serem utilizados, os autores recomendas materiais absorventes em paredes e forros uma vez
que, sendo eles, os mesmos se dividem em dois grupos: os absorventes porosos que
apresentam comportamento ideal para sons médios e agudos e os absorventes em placas,
melhor utilizados em sons graves.
47
Por fim, em função dos casos estudados nas igrejas do século XIX, recomendam como
diretrizes: o controle do volume interior do recinto, buscar evitar composições de lados
paralelos e superfícies côncavas; a preferência por superfícies convexas; a busca pelo controle
das reflexões longas nos ambientes; o uso de tecidos e materiais fibrosos (cortinas, tapetes,
etc.); a utilização de forros com propriedades de absorção acústica; a busca pelo controle do
ruído interno através do isolamento acústico adequado e o controle do ruído ambiental através
do planejamento urbano.
2.4.8 Análise do Programa de Simulação Acústica de Teatros de São Paulo
Os autores realizaram uma experiência de simulação computacional com o software de
traçado de raios o Catt-Acoustics para diagnóstico do desempenho acústico em oito salas para
a palavra falada na cidade de São Paulo. (GRANADO et all, 2003)
Para o uso de programa computacional para simulação do comportamento acústico de uma
sala é necessário que se tenham bons conhecimentos de acústica para a adequada escolha dos
parâmetros e para o correto entendimento dos dados gerados para uma estimativa da
qualidade acústica das salas, uma vez que há a carência a respeito dos coeficientes de
absorção dos materiais de revestimento e muitas incertezas referentes aos coeficientes de
difusão dos materiais. Por tudo isso, foi avaliado que um dos produtos gerados pelo CattAcustics, que apresenta modelos geométricos mapeados e relacionados a cores contribui
qualitativamente para os resultados apresentados e os medidos em campo.
Foram consideradas nas simulações duas posições de fonte sonora, sendo uma dirigida para a
platéia e outra direcionada de forma transversal ao palco. Os parâmetros objetivos analisados
foram a clareza, o índice de transmissão da fala e o índice rápido de transmissão da fala. Para
os parâmetros tradicionais foram analisados o tempo de reverberação (TR), o tempo de
decaimento inicial (EDT), o critério de nível da fala para teatros e as curvas de avaliação de
ruído.
Primeiramente foram simuladas a potência sonora e a direcionalidade da fonte utilizadas nas
medições, mas somente analisados os resultados obtidos na fonte central. Como a biblioteca
do software é reduzida e os valores dos coeficientes de absorção dos revestimentos
apresentavam incertezas, houve a dificuldade em se definir os coeficientes de difusão das
48
superfícies, em função disso, foram estabelecidas correções para a inserção dos dados no
programa. Neste ponto, cabe salientar a insegurança gerada pelos resultados gerados pelas
simulações, mas, apesar disso, os valores se apresentaram benéficos no sentido de melhorar a
aproximação dos dados com aqueles obtidos nas medições.
Observou-se que os índices objetivos mapeados e relacionados com a escala de cores
apresentaram resultados qualitativos bons quanto aos dados avaliados em campo. Por isso, os
autores optaram por apresentar os resultados dos parâmetros mapeados do estudo na forma de
representações bidimensionais qualitativas por escala de cores. Assim, não foram
apresentados os resultados de TR e EDT, pois esses parâmetros são determinados pelos
coeficientes de absorção e muito influenciados pelos coeficientes de difusão empregados.
Os resultados apresentados na Figura 22 mostram que em posições mais afastadas do palco há
a redução do parâmetro clareza, principalmente junto ao eixo central das salas e melhorando
nas posições mais próximas ao fundo da sala e mais próximas ao palco.
Figura 22: Modelos geométricos com valores mapeados e relacionados à escala de
cores - Resultados do Teatro Alfa
Fonte: (BARBO et all, 2009)
O índice de transmissão da fala apresentou valores mais elevados nas posições próximas ao
palco e junto ao eixo da fonte sonora, e também, nas paredes do fundo e abaixo dos balcões.
Contribuem para esse resultado o fato de que o balcão e a presença de revestimento
fonoabsorvente nas paredes do fundo e laterais melhoram a inteligibilidade da fala no recinto.
Os autores também observaram nos gráficos que na maioria dos parâmetros as diferenças
entre os valores com e sem difusão não se mostraram significativas, exceto para o parâmetro
da clareza.
49
Com essa pesquisa os autores procuraram testar essa ferramenta para auxílio na tarefa de se
projetar acusticamente uma sala. Como não foi possível a comparação entre os valores
medidos e os simulados de forma precisa, eles concluíram que o software apresenta carências
e a necessidade de atualização dos índices encontrados no programa a fim de corrigir
eventuais distorções para evitar resultados incoerentes. Entretanto, o produto gerado na forma
de mapeamento gráfico por escala de cores colaborou qualitativamente para a visualização de
algumas características acústicas observadas nas medições dos parâmetros de inteligibilidade
no recinto.
3 MÉTODOS E RESULTADOS
50
A partir deste momento, o objeto de estudo será brevemente caracterizado e serão abordadas
informações importantes para a metodologia de construção do modelo e sua posterior
simulação de condicionamento acústico.
3.1 Objeto de Estudo
A edificação institucional escolhida para elaboração deste trabalho é a Igreja do Bairro Século
XX, propriedade da Mitra Diocesana de Caxias do Sul. O escritório Royal Arquitetura tem
como Arquiteto Responsável Carlos Eduardo Mesquita Pedone, somado com esforços da
equipe do escritório3. A igreja será localizada na cidade de Caxias do Sul, no Bairro Século
XX (ver Figura 23).
Figura 23: Situação
3
Colaboradores: Arq. Daniela Fastofski; Arq. Grécie Corso; Acad. Arq. Fernanda Turra; Acad. Arq. Giuseppe
Tomasi; Acad. Arq. Rafael Dameto; Acad. Arq. Rafael Giacomin
51
Implantada em local privilegiado, a igreja possuirá três testadas principais, conformando-se
ao Norte pela Avenida Alcides Webber, ao Leste pela Rua Waldemar Betanin e ao Sul pela
Rua Juvenal da Silva, totalizando uma área de terreno de 1.018,00 m² (ver Figura 24).
Figura 24: a) Localização b) Foto do terreno
Fonte: a) Escritório Royal Arquitetura (adaptado) b) tirado no dia 13 de maio de 2010
Segundo informações do Arquiteto Carlos E. M. Pedone a planta da igreja foi projetada com
base nas Diretrizes do Concílio Vaticano II (ver Figura 25). O projeto da igreja possui traços
contemporâneos, inovação formal, simplificação e funcionalidade. De maneira geral, o
arquiteto buscou a redução da ornamentação através da limpeza formal, inspirando-se nos
conceitos do arq. Mies Van Der Rohe como expressa a famosa frase “Menos é Mais”. O
projeto da igreja apresenta vasto estudo geométrico, inspirado nos livros Geometria Sagrada
de Nigel Pennic (1980) e Architectura Sagrada de Caroline Humphrey e Piers Viebsky
(1997), utilizando a triangulação dos duplos quadrados, sempre buscando as formas naturais
para alcançar a unidade e harmonia nos espaços litúrgicos e, com isso, o caráter da morfologia
da natureza, obtido através da transição do “natural” para o “arquitetônico” (jogo dos traços e
preenchimento das formas).
Figura 25: Concepção Arquitetônica a) pavimento inferior b) pavimento térreo
Fonte: Escritório Royal Arquitetura (adaptado)
52
O projeto da igreja se conforma em um volume de dois pavimentos (ver Figura 26). O
pavimento inferior (subsolo), com acesso principal norte pela Avenida Alcides Webber com
saída ao sul pela Rua Juvenal da Silva. Existem dois pontos de acesso em cada lado, sendo
que os mesmos se dão em níveis diferentes, decorrentes do perfil do terreno. Em ambos os
pavimentos, os acessos são unidos por um eixo de circulação, e criando um espaço de
integração no interior deles.
Figura 26: Perspectiva (Teste) a) Vista Sudeste b) Vista Noroeste
No primeiro pavimento, semi-enterrado, o programa de necessidades consiste no arranjo de
salas de apoio e catequese. Estes ambientes são distribuídos da seguinte forma: uma sala de
convivência no eixo norte-sul, quatro salas menores ao leste, ao oeste por uma sala e um
conjunto de sanitários feminino e masculino (ver Figura 27).
Figura 27: Planta Subsolo
53
No pavimento térreo, propriamente dito, a nave central se desenvolve no nível da Avenida
Alcides Webber e Rua Juvenal da Silva. Segundo Pedone, a composição arquitetônica atende
aos elementos fundamentais para configuração do espaço litúrgico de forma integrada, de
forma que no meio da composição encontra-se a nave central, o ponto cardeal de toda a
construção. Dentro do corpo principal da nave, ao leste encontra-se o altar, ao nordeste a
sacristia, ao norte o confessionário, ao sudeste o coro e ao oeste, ocorre ainda um espaço de
transição. Ainda, ao norte, encontra-se o acesso externo principal coberto, com um pequeno
hall interno, enquanto que no sudoeste, se configura um batistério e uma saída secundária
descoberta (ver Figura 28, 29, 30 e 31).
Figura 28: Planta Térrea
Figura 29: Cortes
54
Figura 30: Fachadas
Figura 31: Perspectiva Interna a) vista do altar b) vista da entrada noroeste
Fonte: Escritório Royal Arquitetura
Ainda, o arquiteto informa que o sistema construtivo proposto para a execução será
fundamentalmente em Steel Frame e em estrutura de concreto ciclópico alocados
estrategicamente nos quatro cantos principais. Os revestimentos internos laterais serão
executados em placas de gesso acartonado e externamente em placas cimentícias. Em ambos
os casos, as placas serão fixadas na estrutura metálica, onde o espaço vazio gerado virá a
proporcionar o conforto térmico e acústico, devido à camada de ar contida no interior deste
sistema de fechamento das paredes. Dessa forma a execução da obra se torna ágil e
econômica.
Os revestimentos internos dos materiais escolhidos inicialmente pelo escritório consistem em
piso em granilite na nave central, hall interno e bastitério. O piso do altar, coro, sacristia e
confessionário serão em taco de madeira colado. A estrutura do prédio será em concreto
ciclópico aparente. As paredes gerais serão em placas de gesso acartonado. Os forros
receberão placas em gesso acartonado. As portas de acesso externo serão em vidro temperado
55
e as demais, em madeira maciça envernizada. Os vidros fixos serão em vidro comum
montados sobre caixilhos metálicos.
3.2 Simulação Computacional
Ao longo da pesquisa para o desenvolvimento deste trabalho, se observou a recorrência do
uso do software CATT-Acoustic para a realização de diversas simulações computacionais por
diversos autores em artigos de pesquisa científica sobre acústica. Inclusive, cabe salientar que
em diversos textos publicados pelo professor Bistafa (2003) ele menciona o uso deste recurso
em diversas simulações apresentadas. Sendo este autor, importante referência nacional no
ramo da acústica, e sendo ele um dos principais autores referenciados neste trabalho, foi
escolhido este software, na versão de demonstração4, para a realização das simulações da
Igreja do Século XX, objeto deste estudo.
O roteiro adotado para o desenvolvimento deste trabalho está fundamentado em simulações
computacionais, realizadas com o software CATT-Acoustic.
Este trabalho tratará somente de simulações correspondentes a fonte sonora emitida
diretamente do altar e fonte receptora no auditório localizado na nave central da igreja. Serão
ignoradas fontes sonoras emitidas por equipamentos eletrônicos, uma vez que tal análise
dependeria especificamente dos equipamentos e suas respectivas capacidades sonoras.
Geralmente, as medições acústicas realizadas em locais existentes são feitas com os ambientes
sem o público, considerando somente a absorção das pessoas nos ambientes estudados através
dos parâmetros indicados por norma técnica - com os assentos vazios (só para comparação)
ou com dados estatísticos por pessoa na ordem de 2/3 de ocupação dos assentos (SILVA,
2005).
4
Segundo tutorial do software, a versão 8.0 demo do CATT-Acoustic requer equipamento com sistema
operacional Windows de 32 bits para as versões 95,98, ME, NT4, 2000, XP ou Vista), porém as limitações
ocorrem principalmente quanto aos limites em ordens de reflexão e raios utilizados num máximo de três, não
permite interface de importação com o software AutoCad, informações sobre certificação de dados de
carregamento de voz e a auralização é simplificada, porém a versão demo possui o tutorial completo. Os
resultados não são afetados pelo fato da versão ser demo.
56
As simulações obtidas através do software CATT-Acoustic permitem simular os ambientes
com fontes receptoras - o público, através de superfície de ocupação, trazendo um grande
ganho produtivo nas análises simuladas. (CATT, 2010)
Em função do tipo de recinto a ser analisado, são determinados os parâmetros a serem
considerados nas simulações analisadas, fixando o tempo de reverberação admissível para o
caso deste trabalho (SILVA, 2005). Os parâmetros acústicos considerados para avaliar a
qualidade acústica da Igreja do Bairro Século XX, bem como propor alternativas de
revestimento foram: TR (tempo de reverberação - TR60 ideal ou referência, TSabine e
TEyring), EDT, C-80, D-50, SPL, RaSTI e STI (inteligibilidade da fala).
3.2.1 Processo de Simulação Computacional
O roteiro do processo de simulação computacional utilizando o software CATT-Acoustics,
descrito a seguir, foi baseado na monografia de Magario et all (2003).
A acústica geométrica é a base para as simulações computacionais no segmento da acústica
arquitetônica, uma vez que utiliza métodos geométricos e fórmulas matemáticas para a
geração do modelo computacional, dos gráficos, tabelas e demais produtos resultantes (ver
Figura 32).
Sendo o software escolhido estar na versão de demonstração, sendo que os dados devem ser
inseridos no programa de uma maneira descritiva através de entrada de dados pelo método
cartesiano. De maneira geral, o modelo tridimensional é inserido através de uma descrição
textual dos pontos, informando os vértices das coordenadas cartesianas tridimensionais e os
planos das superfícies estabelecidas, onde são aplicados e testados os materiais mais
adequados para o estudo em questão.
Uma vez construído recinto de forma tridimensional, define-se a posição do receptor, da fonte
sonora no ambiente, seu direcionamento e a intensidade para as faixas de freqüências mais
usuais para o ambiente em estudo.
57
Figura 32: Modelo de Plataforma do software CATT-Acoustic versão demo 8.0
Fonte: (CATT, 2010)
Neste trabalho são utilizados até 998 raios. A fonte sonora é a do tipo espectro branco (ruído
branco), de direcionalidade omni, com 94 dB, freqüência de 1.000Hz, localizada no altar e
com altura de 1,60 metros5. O receptor 1 localiza-se na posição próxima ao fundo da igreja e à
direita do altar a 1,80 metros de altura. Posteriormente, serão testados um total de quatro
posições diferentes dos receptores 1, 2, 3 e 4, descritas posteriormente, para a checagem do
mapa gráfico.
O Catt-Acoustics trabalha em uma plataforma baseada em algoritmos híbridos de maneira que
combina fontes virtuais com animação de partículas, gerando uma modelagem animada que
demonstra o comportamento quadro-a-quadro (1 ms) da energia sonora emitida pela fonte
sonora e seu percurso e reflexões, difusão e absorção no recinto analisado.
O modelo geométrico tridimensional do recinto é inserido no programa através da descrição
dos vértices dos planos das superfícies através de coordenadas cartesianas no sentido antihorário (regra da mão direita). Também, cabe ressaltar que os dados de superfície, a mesma
deverá possuir três ou mais vértices, deve ser plana ou segmentos planos (para o caso de
superfície curva), e por fim, a entrada destes dados deve usar unidade em metros. O programa
5
Estas características da fonte são as utilizadas em medições in loco.
58
dispõe de recursos de interface gráfica para alteração da geometria e a apresentação do
modelo em diversas perspectivas e os materiais de revestimento podem ser diretamente
atribuídos nas superfícies existentes no modelo. (PORTELA, 2008)
3.2.2 Modelagem do Objeto de Estudo
A NBR 12179 (ABNT, 1992) Indica o estudo geométrico-acústico e o cálculo do tempo de
reverberação para o condicionamento acústico do recinto a ser analisado, de forma a conhecer
o comportamento da distribuição dos sons diretos, reflexões, difusão e absorção e assim obter
as melhores condições de audibilidade para o ambiente.
Uma vez definido o software Catt-Acoustics, se tornou imprescindível conhecer os elementos
fornecidos pelo programa, através do uso do tutorial fornecido, onde o mesmo orienta na
construção de um modelo simplificado – uma caixa de sapatos. Num segundo momento, foi
testada a modelagem do Estúdio Pentagonal estudado por Magario (2003), sendo que esse
procedimento veio a proporcionar melhor entendimento do próprio programa, assim como
visualizar os diversos produtos que o software pode gerar. Por fim, utilizando a metodologia
complexa apresentada por Magario (2003), foi produzida a modelagem da Igreja - objeto
deste trabalho, em acordo com as diretrizes propostas pelo escritório, a seguir descrita:
Inicialmente foi gerado o modelo tridimensional da igreja no Autocad na versão 10 para
serem obtidas as coordenadas cartesianas dos vértices da edificação. Com esses dados, foi
editado o arquivo-fonte em formato de texto (incluído no apêndice deste trabalho). Foi
escolhida a fonte sonora conforme as características de ruído branco, especificado a seguir, e
definido que a mesma fosse posicionada no altar da igreja, localizada no centro do púlpito e
direcionada ao longo do eixo da sala. O receptor foi localizado nos fundos do recinto,
próximo ao canto da parede direita da edificação. Neste trabalho, serão trabalhadas condições
fixas de temperatura de 20°C e umidade relativa em 50%, estando pré-definido nas
configurações do software.
Uma vez pronto o modelo, foi analisada a simulação dos dados gerados a partir das diretrizes
iniciais fornecidos pelo autor do projeto. A seguir, foram simuladas mudanças aplicando
alternativas tais como:
59
- alteração apenas de materiais, sem alterar o formato do recinto ou características do edifício;
- aplicação de elementos arquitetônicos para uma solução em sintonia com a monografia em
andamento da aluna Manuela Bof sobre iluminação natural, na mesma igreja estudada;
- simulação de aumento no pé-direito e, resultando alteração no volume da sala.
3.2.3 Características das fontes sonoras
Para que sejam geradas as simulações, foram escolhidos como parâmetros os mesmos tipos de
ruídos utilizados para medições em ambientes pré-existentes. Segundo BISTAFA (2006), os
sons emitidos para análise têm um comportamento contínuo, isto é: ruídos aleatórios de banda
larga, e por isso, são aplicados o ruído branco ou ruído rosa (ver Figura 33). O ruído branco é
conhecido como aquele onde a energia é constante para todas as freqüências do espectro, e se
parece com o ruído de jatos de ar comprimido. O ruído rosa se caracteriza por um nível com
decaimento de 3 dB por oitava e se parece com o som produzido pelo televisor quando não
sintoniza nenhum canal.
Figura 33: a) Ruído Branco b) Ruído Rosa
Fonte: (CANDIDO, 2010)
3.3 Apresentação das Propostas
As simulações das propostas da Igreja do Bairro Século XX abrangem, além da modelagem
tridimensional do modelo, a caracterização dos elementos de materiais construtivos e de
revestimentos para as análises do projeto original e das alternativas propostas. Em todos os
casos, as apreciações são baseadas nos dados obtidos da aplicação das fórmulas de Sabine e
Eyring comparando com o T60 (Ref RT) obtido do gráfico da norma para a freqüência de 500
Hz.
60
O trabalho aqui apresentado se estabelece da seguinte forma: as análises se dão em função dos
gráficos de TR e gráfico de cores RaSTI. No gráfico de TR são analisadas a quantidade de
materiais e suas relações com os coeficientes de absorção nas freqüências usuais (de 125 a
4000 Hz). No gráfico de cores RaSTI estão sendo analisados a forma de distribuição da
inteligibilidade da fala no recinto.
Primeiramente, trata-se das alterações nas características geométricas da igreja, nas
superfícies - na inclinação do forro e na parede; simulando as interferências de prateleira de
luz e, por fim, quanto ao aumento de volume, alteração de pé direito. Paralelamente, são
integradas características dos materiais na forma dos coeficientes de absorção e suas
metragens, tratando uma situação (a) sobre os elementos de absorção aplicados no altar e
numa situação (b) com os elementos aplicados no fundo da igreja.
Por fim, são comparadas as três melhores propostas demonstradas pelos gráficos do RaSTI
com ao projeto original. Nesta fase é comparada as diferenças em relação a posição dos
receptores dentro do recinto. No Quadro 7, são relacionados os materiais utilizados, bem
como os coeficientes de absorção (%) correspondentes e a indicação dos códigos de
localização e bibliografia referenciada.
Material
Coeficiente de Absorção
Referências
01
Porta de madeira
14 – 10 – 6 – 8 – 10 – 10
NBR 12179_92
02
Vidro comum em caixilho
35 – 25 – 18 – 12 – 7 – 4
BISTAFA, 2006
03
Vidro temperado grande
18 – 6 – 4 – 3 – 2 – 2
BISTAFA, 2006
04
Frontão em régua madeira encerada
40 – 30 – 20 – 17 – 15 – 10
COM 13 - CARVALHO, 2006
05
Piso em granilite
2–2–2–4–5–5
PL&DT 4 - CARVALHO, 2006
06
Piso de taco colado
4 – 4 – 6 – 12 – 10 – 17
NBR 12179_92
4–4–7–6–6–7
BISTAFA, 2006
08
Tacos madeira colado sobre
contrapiso
Parede de concreto
2–2–2–4–5–5
PL&DT 3 - CARVALHO, 2006
09
Audiência
19 – 24 – 30 – 33 – 32 – 29
10
Gesso acartonado
10 – 8 – 5 – 3 – 3 – 3
EUC 315 - VALLE, 2006
95 pessoas sentadas
BISTAFA, 2006
11
Placa cimentícia pintada
2–3–3–3–4–7
NBR 12179_92
12
Parede Ideatec perfurado T32
28 – 50 – 60 – 53 – 28 – 16
Catálogo Ideatec
13
14
15
16
Forro Sonex Illtec plano 20mm
Forro Gyptone Quatro 20 300mm
Parede Abnt 117
Forro Amf 123
11 – 17 – 32 – 50 – 56 – 67
55 – 85 – 85 – 75 – 70 – 75
11 – 33 – 90 – 60 – 79 – 68
45 – 39 – 57 – 72 – 61 – 43
Catálogo Sonex
PLA 208 - CARVALHO, 2006
ABNT - CARVALHO, 2006
AMF CARVALHO, 2006
07
Quadro 7: Relação dos materiais utilizados nas simulações e seus respectivos
coeficientes de absorção e bibliografia
61
Para as simulações apresentadas no decorrer deste trabalho, são apresentadas quatro
propostas, conforme ilustra o Quadro 8, identificadas como: simulações do Projeto Original
(PO), avaliando o condicionamento acústico segundo características originais de projeto;
Proposta 1 que trata de uma variação do Projeto Original relacionado ao material aplicado no
altar (a) e uma variação do PO relacionada ao material aplicado nos fundos da igreja (b).
A Proposta 2 trata dos materiais aplicados nos fundos da igreja, com alteração na geometria
do forro e na parede do canto do pilar direito localizado junto ao coro.
A Proposta 3 pretende vincular a aplicação dos itens da Proposta 2 com um estudo paralelo de
conforto luminoso na referida igreja, de autoria da Acadêmica de Arquitetura Manuela Boff
(2010), através da inserção de uma prateleira de luz na forma de uma laje em concreto
estendida a partir da cobertura do hall para dentro da igreja, em torno de 1,20 metros de
largura e 15 cm de espessura.
Proposta 4 abrange os elementos da Proposta 3, porém com a aplicação de materiais
absorventes no altar (a) e uma segunda situação de aplicação do mesmo material nas paredes
do fundo da igreja (b).
Volume (m³)
Superfície (m²)
Geometria
Capacidade (pessoas)
Volume per capita (m³/pés.)
Proj.
Original
967,5
880,9
Original
143,0
6,8
Proposta Proposta
1a
1b
967,5
967,5
880,9
880,9
Original
143,0
143,0
6,8
6,8
Proposta Proposta
2
3
965,6
958,0
878,8
919,0
Alterada
143,0
143,0
6,8
6,7
Proposta Proposta
4a
4b
1.067,1
1.067,1
943,6
943,6
Alterada + Volume
143,0
143,0
7,5
7,5
Quadro 8: Resumo das propostas com suas áreas de superfície e volumes
3.3.1 Projeto original do escritório
A simulação do condicionamento acústico do projeto original incorpora as características
geométricas para a modelagem do objeto, descrito anteriormente no item 3.1 deste trabalho.
Os materiais aplicados nesta simulação do objeto original (ver Figura 34), bem como a
quantidade de área de superfície dos mesmos são os relacionados a seguir: 511,4m² de gesso
acartonado; 136,5m² de audiência (absorção de 95 pessoas sentada em banco de igreja);
70,4m² de piso em granilite; 50,2m² de piso de tacos colados, 49,5m² de parede de concreto;
25,8m² de vidro temperado; 17,2m² de vidro comum; 11,7m² de frontão em madeira e 8,2m²
de porta de madeira.
62
Figura 34: Modelagem do Projeto Original - a) lateral b) Planta Baixa c) modelo
tridimensional
No projeto original, o gráfico analítico demonstra uma situação inversa ao comportamento
esperado, demonstrado pela linha Ref RT (ver Figura 35). Os cálculos de Sabine e Eyring
demonstram um cruzamento das linhas nas baixas freqüências apresentando uma absorção
maior e nas freqüências médias e altas, demonstra uma menor absorção. A indicação é de que
sejam substituídos os materiais nas baixas freqüências para eliminar o cruzamento das linhas,
aproximando-as da linha de referência. E, então aplicar materiais com maior absorção nas
médias e altas freqüências.
Figura 35: Tempo de Reverberação – Tref (60) x (Sabine eEyring)
A simulação indicou uma grande variação na inteligibilidade da sala (audiência das pessoas)
uma vez que o gráfico de cores demonstra grande mescla de pontos com indicadores e muito
abaixo do esperado, que para o parâmetro RaSTI deveria chegar a 75. Os dados da Figura 36
mostram maior afastamento dos parâmetros ideais, ou seja, é a posição central da sala onde há
maior perda da inteligibilidade da sala, por outro lado, junto as paredes do fundo os dados se
mostraram mais favoráveis.
63
Figura 36: Simulação da sala - Índice Rápido de Transmissão da Fala – (RaSTI)
3.3.2 Proposta 1a
A Proposta 1a mantém as características de volumetria, porém trata de uma variação do
Projeto Original onde há a aplicação de material com superfícies absorvedoras somente no
altar da igreja, conforme Figura 37.
Os materiais aplicados nesta proposta 1a, bem como a quantidade de área de superfície dos
mesmos são os relacionados a seguir: 78,7m² de gesso; 136,5m² de audiência (absorção de 95
pessoas sentada em banco de igreja); 70,4m² de piso em granilite; 50,2m² de piso de tacos
colados; 81,6m² de parede de concreto; 317,8m² de placa cimentícia; 55,4m² de forro Sonex;
42,9m² de vidro temperado; 27,5m² de parede Ideatec; 11,7m² de frontão e 8,2m² de porta de
madeira.
Figura 37: Modelagem da Proposta 1a - a) lateral b) Planta Baixa c) ) modelo
tridimensional
Destaque para a localização dos materiais de absorção. (cor verde)
64
Na Proposta 1a, o gráfico analítico demonstra uma situação recomendada, demonstrado pela
linha Ref RT em concordância com as linhas demonstradas nos cálculos de Sabine e Eyring.
Neste caso, os dados estão dentro de um limite previsto de tolerância na ordem de 10% para
mais ou para menos em relação ao TR recomendado. A Figura 38 demonstra um
comportamento ideal nas baixas freqüências, corrigidas pela substituição da grande massa de
gesso acartonado pelas placas cimentícias e a aplicação de painéis de Ideatec perfurado T32
aplicados no altar. O forro também recebeu em torno de 50% de sua área de superfície em
painel acústico Sonex e o restante em placa cimentícia.
A simulação indicada na Figura 39 demonstra uma melhora na variação da inteligibilidade da
sala (audiência) uma vez que o gráfico de cores se apresenta mais definido e se evidenciam
uma maior homogeneidade nas áreas próximas das paredes. Nessa proposta, ainda não foram
atingidos os indicadores ideais (acima de 75).
3.3.3 Proposta 1b
65
A Proposta 1b mantém as características de volumetria, porém trata de uma variação do
Projeto Original onde há a aplicação de material com superfícies absorvedoras somente nos
planos nos fundos da igreja, junto ao hall de entrada, conforme Figura 40.
Os materiais aplicados nesta proposta 1b, bem como a quantidade de área de superfície dos
mesmos são os relacionados a seguir: 78,7m² de gesso; 136,5m² de audiência; 74,0m² de
granilite; 50,2m² de piso de tacos; 81,6m² de parede de concreto; 310,4m² de placa cimentícia;
55,4m² de forro Sonex; 42,9m² de vidro temperado; 31,1m² de parede Ideatec; 11,7m² de
frontão e 8,2m² de porta de madeira.
Figura 40: Modelagem da Proposta 1b - a) lateral b) Planta Baixa c) ) modelo
tridimensional
Na Proposta 1b, o gráfico analítico demonstra uma situação favorável, demonstrado pela linha
Ref RT em concordância com as linhas demonstradas nos cálculos de Sabine e Eyring e
dentro do limite previsto de tolerância na ordem de 10%. O gráfico demonstra um
comportamento ideal nas baixas freqüências, corrigidas pela substituição da grande massa de
gesso acartonado pelas placas cimentícias e a aplicação de painéis de Ideatec perfurado T32
aplicados nos fundos da igreja, na parede do hall de entrada e laterais posteriores da nave
central, conforme indicado na Figura 41. O forro manteve os 50% de sua área de superfície
em painel acústico Sonex e o restante em placa cimentícia.
66
A simulação indicada pela Figura 42 mostra considerável melhora na variação de cores
referentes a inteligibilidade da sala (audiência) uma vez que o gráfico apresenta poucas falhas
no centro do recinto, e maior homogeneidade geral da sala. Nessa proposta, os indicadores se
aproximaram bastante do índice ideal (acima de 75).
3.3.4 Proposta 2
A Proposta 2 propõe alteração na geometria do forro, inclinando a sua superfície em torno de
8,0%, aplicando superfícies absorvedoras no fundo da nave central, junto ao hall de entrada, e
alteração na inclinação do canto da coluna de concreto junto ao coro, conforme Figura 43.
Essa melhor percepção se mostrou evidente quando foi simulado através da animação de
partículas o comportamento do som dentro do ambiente com essas alterações. Inclusive, esta
proposta evita o paralelismo das superfícies, solucionando o efeito de “flutter echo”.
67
Os materiais aplicados nesta Proposta 2, bem como a quantidade de área de superfície dos
granilite; 49,5m² de piso de tacos; 123,0m² de parede de concreto; 422,0m² de placa
cimentícia; 14,6m² de forro Gyptone; 46,1m² de vidro temperado; 8,8m² de forro Sonex;
41,9m² de parede Ideatec; 7,2m² de frontão e 9,5m² de porta de madeira.
Figura 43: Modelagem da Proposta 2 - a) lateral b) Planta Baixa c) ) modelo
tridimensional
Na Proposta 2, o gráfico analítico demonstra uma situação favorável, demonstrado pela linha
Ref RT com maior coincidência com as linhas demonstradas nos cálculos de Sabine e Eyring
e dentro do limite previsto de tolerância na ordem de 10%. O gráfico da Figura 44 demonstra
um comportamento ideal para todas as freqüências, corrigidas pela substituição dos materiais
de absorção aplicados nos fundos da igreja, conforme relatado na proposta anterior. O forro
manteve em torno da metade de sua área de superfície em painel acústico Sonex, forro
Gyptone e o restante em placa cimentícia.
A simulação indicada pela Figura 45 apresenta uma interferência significativa na variação de
cores referentes a inteligibilidade da sala (audiência) uma vez que o gráfico volta a apresentar
68
desempenho menor no centro do recinto, e a perda da homogeneidade obtida na proposta
anterior. Nessa proposta, os indicadores se distanciaram do índice ideal (acima de 75).
3.3.5 Proposta 3
A Proposta 3 mantém a alteração na geometria do forro da Proposta 2, porém integra uma
alteração proposta por um estudo paralelo de conforto luminoso na mesma igreja,
anteriormente referenciado. Trata-se de uma prateleira de luz que se configura na forma de
um prolongamento da laje em concreto do hall de entrada e que se estende em 1,20 metros de
largura a partir da cobertura para dentro da igreja. As superfícies absorvedoras são aplicadas
no fundo da nave central e junto ao hall de entrada, conforme representada na Figura 46.
Os materiais aplicados nesta Proposta 3, bem como a quantidade de área de superfície dos
cimentícia; 14,6m² de forro Gyptone; 46,1m² de vidro temperado; 8,8m² de forro Sonex;
5,9m² de vidro comum; 41,9m² de parede Ideatec; 7,2m² de frontão e 9,5m² de porta de
madeira.
69
Figura 46: Modelagem da Proposta 3 - a) lateral b) Planta Baixa c) ) modelo
tridimensional
Na Proposta 3, o gráfico analítico manteve a situação ideal, demonstrado pela linha Ref RT
em coincidência com as linhas demonstradas nos cálculos de Sabine e Eyring e dentro do
limite previsto de tolerância na ordem de 10%. A Figura 47 demonstra um comportamento
ideal para todas as freqüências, corrigidas pela substituição dos materiais de absorção
aplicados nos fundos da igreja, conforme relatado na proposta anterior. O forro manteve em
torno da metade de sua área de superfície em painel acústico Sonex, forro Gyptone e o
restante em placa cimentícia. A alteração proposta pela inserção das prateleiras de luz
apresentou pequena diferença devido a diminuição do volume do recinto e aumento da área de
superfície de concreto. A alteração apresentada no TR foi solucionado através da substituição
de parte de material de absorção nas paredes.
A simulação indicada pela Figura 48 mostra uma dispersão significativa na variação de cores
referentes a inteligibilidade da sala (audiência) uma vez que o gráfico apresentou um
espalhamento maior no centro do recinto, e o comprometimento maior do recinto obtido da
proposta anterior. Nessa proposta, os indicadores não conseguiram se aproximar do índice
ideal (acima de 75).
70
3.3.6 Proposta 4a
A Proposta 4a mantém a alteração da Proposta 3, porém com variação na altura do pé-direito
da edificação com um aumento de 0,60 metros, passando de 4,20m para 4,80m, com isso, há o
aumento de volume em torno de 15%. As superfícies absorvedoras são aplicadas no fundo do
altar, conforme representada na Figura 49.
Os materiais aplicados nesta Proposta 4a, bem como a quantidade de área de superfície dos
cimentícia; 46,1m² de vidro temperado; 8,8m² de parede Abnt 117; 5,9m² de vidro comum;
41,9m² de parede Ideatec; 7,2m² de frontão e 9,5m² de porta de madeira.
Figura 49: Modelagem da Proposta 4a - a) lateral b) Planta Baixa c) modelo
tridimensional
71
Na Proposta 4a, o gráfico analítico manteve a situação ideal, demonstrado pela linha Ref RT
limite previsto de tolerância na ordem de 10%. O gráfico da Figura 50 demonstra um
comportamento ideal para todas as freqüências, corrigidas pela substituição dos materiais de
absorção aplicados no altar da igreja, mantendo os demais elementos da proposta anterior.
Como houve aumento do volume foi necessário aumentar um pouco a área de absorção nas
paredes acima da prateleira de luz, rompendo parte da parede de concreto do projeto original
defendida pelo autor do projeto, não interferindo na estética interna da igreja.
Na Figura 51, a simulação indicou uma significativa melhora na variação de cores referentes a
inteligibilidade da sala (audiência), porém o gráfico apresentou um espalhamento maior no
lado esquerdo da audiência. Devido ao aumento do volume houve uma perda de desempenho
em relação a proposta anterior, havendo um desequilíbrio entre os lados do recinto. Nessa
proposta, os indicadores também não conseguiram se aproximar do índice ideal (acima de
75).
72
3.3.7 Proposta 4b
A Proposta 4b mantém a alteração da Proposta 3, porém com alteração na altura do pé-direito
da edificação com um aumento de 0,60 metros, passando de 4,20m para 4,80m, com isso, há o
aumento de volume em torno de 15%. As superfícies absorvedoras são aplicadas no fundo da
nave central e hall, conforme indicada na Figura 52.
Os materiais aplicados nesta Proposta 4b, bem como a quantidade de área de superfície dos
cimentícia; 14,6m² de forro Gyptone; 46,1m² de vidro temperado; 8,8m² de parede Abnt 117;
5,9m² de vidro comum; 3,2m² de forro Amf; 41,9m² de parede Ideatec; 7,2m² de frontão e
9,5m² de porta de madeira.
Figura 52: Modelagem da Proposta 4b - a) lateral b) Planta Baixa c) modelo
tridimensional
Na Proposta 4b, o gráfico analítico manteve a situação ideal, demonstrado pela linha Ref RT
limite previsto de tolerância na ordem de 10%. O gráfico da Figura 53 demonstra um
comportamento ideal para todas as freqüências, corrigidas pela substituição dos materiais de
absorção aplicados no fundo da igreja, mantendo os demais elementos e volume da proposta
anterior.
73
A simulação indicada pela Figura 54 mostra uma queda nos valores comparativos de cores
referentes a inteligibilidade da sala (audiência). O gráfico apresentou um espalhamento na
maior parte do ambiente, demonstrando uma perda de desempenho em relação a proposta
anterior. Nessa proposta, os indicadores também não conseguiram se aproximar do índice
ideal (acima de 75).
3.4 Análise comparativa entre as propostas
Sendo anteriormente apresentadas as propostas e as respectivas análises, será possível avaliar
as simulações comparativas entre o projeto original e as melhores propostas de desempenho
encontradas. Neste caso é importante salientar que as comparações de desempenho aqui
avaliadas ocorrem em função da posição dos materiais absorvedores no recinto, considerando
as propostas 1a e 4a referentes a elementos no altar e as propostas 1b e 4b referentes a
intervenções nos fundos da igreja.
74
A seguir serão apresentadas, de forma resumida no Quadro 9, as propostas demonstradas
pelos gráficos do RaSTI com o projeto original onde se verificam os melhores indicadores de
desempenho de inteligibilidade relacionados ao receptor 1 e na freqüência de 500 Hz –
utilizada para comparação com a voz humana.
Inteligibilidade
STI
RaSTI
Ruim
0 – 0,3
0 – 0,25
Pobre
0,3 – 0,45
0,25 – 0,30
Razoável
0,45 – 0,6
0,3 – 0,45
Boa
0,6 – 0,75
0,45 – 0,6
Excelente
0,75 – 1,0
0,6 – 1,0
Quadro 9: Valores recomendados para a inteligibilidade da fala
Fonte: Adaptado de Valle (2006) para RaSTI e Bottazzini et all (2007) para o STI
Na Figura 55, os dados se apresentam muito próximo quando comparado ao STI, pois o
software permite somente o mapeamento RaSTI, mas fornece os dados numéricos de ambos
os parâmetros. Os dados da tabela são fornecidos em indicadores inteiros (1), enquanto o
gráfico fornece os valores dados numéricos (100)
70
60
50
40
30
20
10
0
Original
Proposta 1a
Proposta 1b
Proposta 2
Proposta 3
Proposta 4a
Proposta 4b
RaSTI
44,2
50,3
52,4
52,3
53,8
53,7
53,2
STI
48,4
52,8
54,3
54,1
55,1
55,4
54
Figura 55: Comparação Numérica - RaSTI entre as propostas a) Original, b)
Proposta 1a, c) Proposta 1b, d) Proposta 2, e) Proposta 3, f) Proposta 4a, g)
Proposta 4b
A Figura 56, ilustra um comparativo das simulações do RaSTI pela escala de cores.
Inicialmente, é apresentado o resultado da simulação do Projeto Original para análise
simultânea de todas as demais Propostas elaboradas e relacionadas na seção anterior. Cabe
destacar nas figuras a fragilidade dos pontos em marcados em azul na escala gráfica e em
amarelo e vermelho, se destacam melhor desempenho acústico nas áreas onde aparecem.
75
Figura 56: Comparação Gráfica - RaSTI entre as propostas: a) Original, b) Proposta
1a, c) Proposta 1b, d) Proposta 2, e) Proposta 3, f) Proposta 4a, g) Proposta 4b
A Definição (D50) esta diretamente relacionada ao STI e o RaSTI, apresentado valores muito
aproximados, entretanto, o projeto original demonstra situação mais crítica. Os melhores
resultados são encontrados nas Propostas 3 e 2. Observa-se na Figura 57 que os melhores
resultados são aqueles em que os materiais encontram-se aplicados no fundo da igreja. Ao
compararmos os volumes das propostas, percebe-se pequena interferência sobre a definição,
porém a disposição dos materiais absorvedores influencia neste parâmetro, comprometendo
seu desempenho.
76
70
60
(%)
50
40
30
20
10
0
D-50
Original
Proposta 1a
Proposta 1b
Proposta 2
Proposta 3
Proposta 4a
Proposta 4b
34,8
43,9
49,5
50,3
50,4
43,9
49,2
Figura 57: Comparação D-50 entre as propostas
A Clareza (C80) demonstra semelhança no encaminhamento dos pontos. Porém, conforme a
literatura, recomenda-se melhores resultados quando os valores se aproximam ao zero. Neste
caso, a Figura 58 demonstra que o melhor desempenho é encontrado na Proposta 1a. Todas as
demais propostas se encontram dentro da faixa aceitável de valores - entre -2 dB e +2 dB. Ao
compararmos os volumes das propostas, percebe-se pouca influencia sobre a clareza, porém a
disposição dos materiais absorvedores exercem influencia neste parâmetro.
2
1,5
1
(dB)
0,5
0
-0,5
-1
-1,5
-2
C-80
Original
Proposta 1a
Proposta 1b
Proposta 2
Proposta 3
Proposta 4a
Proposta 4b
-1,4
0,2
1,2
1,3
1,6
0,5
1,3
Figura 58: Comparação C-80 entre as propostas
O Tempo de Decaimento Inicial (EDT) se relaciona diretamente a percepção da reverberação
pelos ouvintes quando apresentam valores menores que os dados de TR encontrados e, por
outro lado, quando apresentam valores maiores, aumentam a sensação subjetiva de um espaço
mais reverberante (Bottazzini et all, 2007). A Figura 59 indica que os dados encontrados em
todas as propostas indicam espaços muito reverberantes, pois o TR simulado apresenta
valores entre 1,40 a 1,60 na freqüência de 500 Hz. Aqui, o volume tem pouca influencia sobre
o EDT, porém a disposição dos materiais absorvedores influenciam neste parâmetro,
aumentando a sensação de ambiente reverberante.
77
3
2,5
(s)
2
1,5
1
0,5
0
EDT
Original
Proposta 1a
Proposta 1b
Proposta 2
Proposta 3
Proposta 4a
Proposta 4b
2,5
2,18
1,87
1,89
1,83
2,13
1,73
Figura 59: Comparação EDT entre as propostas
O Nível de Pressão Sonora (NPS ou SPL) encontrados nas simulações apresentam um
comportamento muito semelhante aos encontrados no EDT, porém se mantém abaixo dos
94dB da fonte de emissão sonora, como ilustra a Figura 60. Na proposta original percebe-se
uma maior pressão sobre os ouvintes, gerando uma maior sensação de mal estar, enquanto que
nas demais propostas a pressão sonora se encontra mais uniforme.
94
92
(dB)
90
88
86
84
82
80
SPL
Original
Proposta 1a
Proposta 1b
Proposta 2
Proposta 3
Proposta 4a
Proposta 4b
88,3
85,8
86,2
86,4
86,3
86,4
86,1
Figura 60: Comparação SPL entre as propostas
Em função dos resultados encontrados nos gráficos foram selecionadas propostas com as
melhores comparações com o projeto original, tomando-se o cuidado de não misturar
aplicações de materiais em lados opostos de forma a manter simulações correlacionadas. As
três propostas selecionadas foram aquelas em que a aplicação de materiais estavam no fundo
da igreja, indicando que não é apenas o RaSTI quem define os melhores resultados. É
necessário outros parâmetros para complementar a escolha, tais como: D50, C80, EDT e SPL.
Conforme o Quadro 10, são escolhidos para a comparação entre as diferenças geométricas: o
Projeto Original, a Proposta 1b, a Proposta 3 e a Proposta 4b.
78
Geometria
Propostas
Volume (m³)
Superfície (m²)
Original
Proj.
Original
967,5
880,9
Original
Proposta Proposta
1a
1b
967,5
967,5
880,9
880,9
Alterada
Proposta Proposta
2
3
965,6
958,0
878,8
919,0
Alterada + Volume
Proposta Proposta
4a
4b
1.067,1
1.067,1
943,6
943,6
Quadro 10: Resumo das Propostas
A partir deste momento serão checados os resultados encontrados para o receptor 1 e
comparadas com os outros três pontos de receptores, analisando as implicações da percepção
do ouvinte as demais posições – R2, R3 e R4 (ver Figura 61). Neste caso, o condicionamento
acústico é proporcional em toda a área interna do recinto, pois no projeto existe uma clara
intenção de simetria, destacando em sua geometria os usos nas suas extremidades, quais
sejam: o coro, a sacristia e o confessionário. Conforme a geometria simulada na proposta
original e na proposta 6a se observa um desequilíbrio no comportamento do som, apresentado
pela falta de simetria nas paredes laterais da igreja.
Figura 61: Localização em planta baixa dos pontos de receptor e fonte sonora
O projeto original apresenta o desempenho mais desfavorável em relação as demais
propostas, sendo que estas, também atingem uma boa inteligibilidade conforme classificada
por Valle (2006). Quanto ao receptor, percebe-se uma melhor performance próxima ao altar e
uma perda maior no centro da igreja. Inclusive, há uma pequena diferença entre o receptor 1 e
o receptor 2, mesmo ambos se encontrando nos fundos e em lados opostos, tendo melhor
reflexão do lado do receptor 1 devido a menor distancia entre a parede da sacristia e o
receptor (ver Figura 62).
79
70
60
50
40
Rec 1
Rec 2
Rec 3
Rec 4
Projeto Original
44,2
43,4
40,4
46,6
Proposta 1b
52,4
51,2
48,5
55,4
Proposta 3
53,8
53,2
48,5
53
Proposta 4b
53,2
52,6
48,5
53,9
Figura 62: Comparação RaSTI entre as propostas a) Original, b) Proposta 1b, c)
Proposta 3, f) d) Proposta 4b
Em relação a STI, o projeto original também apresenta um desempenho desfavorável em
relação as demais propostas, sendo que estas, conforme a classificação de Bottazzini et all
(2007) demonstram uma razoável inteligibilidade da fala. Quanto aos receptores, apresentam
considerações semelhantes aquelas anteriormente apresentadas pelo RaSTI (ver Figura 63).
70
60
50
40
Rec 1
Rec 2
Rec 3
Rec 4
Projeto Original
48,4
48,7
45,5
51,3
Proposta 1b
54,3
53,2
50,6
57,1
Proposta 3
55,1
54,7
49,8
55,5
Proposta 4b
54
53,6
49,2
55,6
Figura 63: Comparação STI entre as propostas a) Original, b) Proposta 1b, c)
A Definição demonstra interferência da geometria nos ouvintes conforme sua posição. Este
parâmetro e apresenta no receptor 2 os melhores valores encontrados, ficando muito próximos
com aqueles encontrados no altar e a proposta 4b apresenta uma media mais equilibrada (ver
Figura 64).
80
75
65
(%)
55
45
35
25
Rec 1
Rec 2
Rec 3
Rec 4
Projeto Original
34,8
33,9
26,8
38,3
Proposta 1b
49,5
45
39
50
Proposta 3
50,4
51,4
37,5
48,1
Proposta 4b
49,2
50,3
40,5
50,4
Figura 64: Comparação D-50 entre as propostas a) Original, b) Proposta 1b, c)
A Clareza apresenta maiores diferenças entre receptores, pois se comporta melhor na frente
do altar no projeto original, diferente das demais propostas. Todas as propostas atendem aos
valores aceitáveis para esse parâmetro sendo que no centro da igreja se encontra o maior
equilíbrio nas propostas simuladas (ver Figura 65).
2
(dB)
1
0
-1
-2
Rec 1
Rec 2
Rec 3
Rec 4
Projeto Original
-1,4
-1,3
-1,6
-0,3
Proposta 1b
1,2
0,9
0,8
2
Proposta 3
1,6
1,8
0,5
1,3
Proposta 4b
1,3
1,8
1,3
1,7
Figura 65: Comparação C-80 entre as propostas a) Original, b) Proposta 1b, c)
O EDT da proposta 4b apresenta valores mais próximos do TR, portanto há um melhor
equilíbrio na sensação de reverberação do ambiente. Em relação a posição do receptor 1 e 2,
existe uma maior diferença entre as duas posições no fundo da igreja, onde o receptor 1
apresenta o menor valor, aproximando-se ao ideal (ver Figura 66). Porém todas as propostas
estão com os dados acima do TR, indicando um ambiente mais reverberante.
81
3
2,5
(s)
2
1,5
1
Rec 1
Rec 2
Rec 3
Projeto Original
2,5
2,79
2,5
Rec 4
2,49
Proposta 1b
1,87
1,89
1,87
1,69
Proposta 3
1,83
1,78
1,77
1,84
Proposta 4b
1,73
1,94
1,66
1,66
Figura 66: Comparação EDT entre as propostas a) Original, b) Proposta 1b, c)
A pressão sonora na frente do altar é maior que os demais locais, porém se observa uma
situação de pressão decrescente a medida que se avança para os fundos da igreja (ver Figura
67).
94
92
(dB)
90
88
86
84
Rec 1
Rec 2
Rec 3
Rec 4
Projeto Original
88,3
88,1
88,5
89,5
Proposta 1b
86,2
86,8
87,2
88,3
Proposta 3
86,3
87
87,2
88,3
Proposta 4b
86,1
86,7
86,6
87,9
Figura 67: Comparação SPL entre as propostas a) Original, b) Proposta 1b, c)
3.5 Sínteses das Análises
Das análises apresentadas, a Proposta 4b é aquela que apresenta bons resultados, porém
ficando muito próximo da Proposta 3 o qual tem menor interferência no projeto original, pois
não necessita de alteração no volume da igreja. Conforme sugere Carvalho (2006), a relação
de volume per capita de ocupação do recinto, deve aproximar-se de 8,5m³ como volume
recomendado e, no projeto original, esse valor apresenta apenas uma relação de 6,8m³ e com a
alteração proposta, pode ser alcançado 7,5m³ de volume per capita, ficando ainda abaixo do
82
valor ideal. Em virtude de que essa alteração não proporciou uma significativa melhora para o
condicionamento acústico, ficando indicada a Proposta 3 como sendo a solução recomendada
para a Igreja do Bairro Século XX em Caxias do Sul.
3.5.1 Análise do comportamento das partículas de som no recinto
A seguir, são apresentados os resultados da simulação do comportamento do som dentro do
recinto da igreja em estudo. É apresentado um comparativo simultâneo entre o Projeto
Original e a Proposta 3 - considerada aquela que apresentou melhor desempenho dos
parâmetros das avaliações anteriores.
A Figura 68 demonstra, em corte esquemático, a
influência da inclinação do forro na distribuição do comportamento das partículas do som no
recinto. São avaliados quadro-a-quadro o comprimento das ondas e as mudanças da
intensidade sonora ao longo do tempo, variando seus decibéis conforme ilustra o espectro de
cor.
Figura 68: Análise do comportamento do som – vista Lateral
83
Cabe destacar que a distribuição das animações das partículas do som emitidas pela fonte
sonora localizada no altar vem a concordar com a geometria em leque da planta baixa,
espalhando-se ao longo da progressão do comprimento da onda em sucessivos raios esféricos,
demonstradas nas seqüências de quadros em milisegundos (ms) das Figuras 69 e 70. É
possível concluir que a geometria em planta baixa é considerada favorável ao desempenho
acústico da sala.
Figura 69: Análise do comportamento do som – vista Tridimensional
84
Figura 70: Análise do comportamento do som – vista Topo
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS
85
Ainda pouco difundida, a acústica arquitetônica é parte chave na solução dos problemas e a
potencialização das qualidades no conforto ambiental.
É interessante que exista um estudo preliminar de acústica antes da execução da edificação,
pois colabora na qualificação o projeto, corrigindo eventuais interferências significativas para
o conforto acústico, quais sejam: quanto a geometria, os materiais de revestimento, volume e
capacidade de pessoas no recinto.
A fim de dar suporte as decisões de projeto da Igreja do Bairro Século XX, apresentam-se
algumas recomendações para a escolha de materiais e alteração de pontos específicos da
geometria, tais como: alteração do forro e inclinação de uma parede do coro, pois o projeto
original, nos aspectos analisados, apresentou desempenho prejudicado.
Neste trabalho, pode ser observado que os princípios básicos da idéia original do projeto
apresentaram um bom desempenho nas simulações. Entretanto, para melhorar o
condicionamento acústico são recomendadas pequenas alterações na geometria da sala,
sugerindo inclinação da superfície do pilar do coro (conforme Figuras 69 e 70 entre os tempos
de 20 a 26 ms), mudando a sua inclinação para redirecionar a reflexão do som para o centro
da igreja, evitando assim o retorno do som para o altar. O forro do altar poderia ser inclinado
para evitar paralelismo das superfícies entre o piso e o forro, solucionando o efeito flutter
echo. Reforçando essa situação, o som tende a espalhar melhor pela nave central.
Também, pudemos observar que a intenção de inserir um elemento arquitetônico favoreceu o
condicionamento percebido na sala, observados nos desenhos de comparação gráfica
indicadas na Figura 56, onde se percebe uma pequena melhora entre as Propostas 2, sem este
dispositivo e na Proposta 3, com a inserção deste novo elemento. Portanto, a prateleira de luz
ocasiona pouca interferência na qualidade sonora do recinto, neste caso, para melhor. Para
atingir este resultado, recomenda-se a aplicação de uma pequena faixa de revestimento de
absorção na face frontal do altar para evitar o retorno do som para a origem.
A questão de aumentar o pé direito apresentou dualidade nas soluções apresentadas, pois em
alguns momentos se apresentou favorável a um tipo de parâmetro e desfavorável para outro,
significando que isso pouco interfere na acústica desta igreja como explicado na síntese das
86
análises no item 3.5. Por esse motivo, não é recomendável essa modificação, pois altera a
originalidade do projeto.
Em relação a escolha dos materiais recomenda-se uma substituição quase que total do
revestimento interno de gesso acartonado da paredes e forro, pois absorvem um percentual
maior nas baixas freqüências (125 e 250Hz), por isso, sugere-se a substituição para a placa
cimentícia, que apresenta valores menores de absorção nestas freqüências, evitando o
cruzamento dos gráficos de reverberação analisados. Recomenda-se a aplicação de materiais
de absorção no fundo da igreja para absorver o som e evitar o retorno do mesmo e, com isso,
evitar a reverberação do ambiente, conforme observados nos parâmetros da definição e no
tempo de decaimento inicial analisados para a inteligibilidade da fala.
Como a sala se encontra próxima dos valores de tempos de reverberação recomendados,
existem poucos locais para intervenções. Neste caso, superfícies tais como piso, porta de
madeira, aberturas de vidro e paredes de concreto não sofreram alterações e, por esse motivo,
o critério de simulação fixou os valores de coeficiente de absorção de forma a permitir maior
liberdade para simular melhor superfícies tais como as paredes e o forro.
A oportunidade de uso de um software específico de acústica se mostrou uma ferramenta
valiosa para o auxílio na tomada de decisões, ainda na fase de projeto, vindo a promover ou
melhorar o condicionamento acústico das edificações. Neste trabalho, foram apresentadas
diversas referências de pesquisas em ambientes de igrejas. Todas elas, inclusive a Igreja do
Bairro Século XX – objeto deste trabalho, apresentam características muito especiais, que
exercem influências sonoras específicas sobre o recinto, demonstrando que esse tipo de
edificação é um campo rico para estudo e investigações futuras em acústica de igrejas.
Com a tendência de melhoria no desempenho das edificações, respostas eficientes
conseguidas através do uso das tecnologias disponibilizadas pelos fornecedores, o domínio de
softwares específicos e o conhecimento dos profissionais técnicos da construção civil, logo se
tornarão importante diferencial competitivo num mercado cada vez mais conhecedor e
exigente.
Esta exigência se torna ainda mais presente quando se pensa em um prédio de uso público e
diferenciado, caso da igreja objeto da análise, onde, mais que simplesmente uma necessidade,
uma excelente acústica é um item indispensável.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
87
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Citações em documento –
apresentação. NBR 12179. Tratamento Acústico em recintos Fechados. Rio de janeiro, 1992.
ARAÚJO, B. C. D.; BELDERRAIN, M.; PALAZZO, T.; BISTAFA, S. R.; NEVES, R. Análise
Ambiental: Estudo acústico de salas de uma igreja. In: XI
ENCONTRO
NACIONAL
DE
TECNOLOGIA NO AMBIENTE CONSTRUÍDO. Anais... Florianópolis: ANTAC, 2006.
BARBO, M. N., PAIXÃO, D. X. da; VERGANA, E. F. Análise do Comportamento Acústico de uma
Basílica em Santa Maria – RS. In: VI CONGRESSO IBEROAMERICANO DE ACÚSTICA. Anais...
Buenos Aires: ANTAC, 2008.
BARBO, M. N., PAIXÃO, D. X. da; VERGANA, E. F., PAVANELLO, L. R. Desempenho Acústico
de uma Basílica com Arquitetura Contemporânea através da Resposta Impulsiva com Fonte de
Impacto Manual. In: X ENCONTRO NACIONAL E VI ENCONTRO LATINO AMERICANO DE
CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO. Anais... Natal: ANTAC, 2009.
BISTAFA, S. R. “ACÚSTICA ARQUITETÔNICA”: Qualidade Sonora em Sala de Audição
Crítica – Descrição Detalhada; Projeto de Pesquisa ACUSARQ, São Paulo. 2003. Disponível em:
<http://www.poli.usp.br/p/sylvio.bistafa/ACUSARQ/ACUSARQ_CNPq.pdf>. Acessado em 12 de
maio de 2010.
BISTAFA, Sylvio R.; Acústica aplicada ao controle do ruído; 1ª Edição, São Paulo. Editora
EDGARD BLUCHER, 2006.
BOTTAZINI, M. C.: BERTOLINI, S. R. Caracterização Acústica das Igrejas Barrocas de Ouro. In: IX
ENCONTRO NACIONAL E V ENCONTRO LATINO AMERICANO DE CONFORTO NO
AMBIENTE CONSTRUÍDO. Anais... Ouro Preto: ANTAC, 2007.
CAAS - COMISSÃO ARQUIDIOCESANA DE ARTE SACRA, Guia de informações para projeto
e execução de igrejas. Arquidiocese de Porto Alegre, RS, 2005.
CANDIDO, J.F., Mini curso – Projeto Acústico de Ambiente. Disponível em:
<http://www4.fct.unesp.br/dmec/dincon2008/artigos/short%20courses%20and%20conferences/>
Acessado em 13 de maio de 2010.
CARVALHO, Régio Paniago; Acústica Arquitetônica; Brasília. Editora Thesaurus, 2006.
CATT, CATT-Acoustic v8.0 (build 2.01): CATT 1988-2009. Disponível em: <http://ww.catt.se>.
Acessado em 19 de Março de 2010.
CORNACCHIA, G.M.M.; VIVEIROS, E. B. Desempenho Acústico na Arquitetura Moderna
Brasileira. Estudo de caso: a Pampulha. In: XII ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA NO
AMBIENTE CONSTRUÍDO. Anais... Fortaleza: ANTAC, 2008.
DERNTL, M. F., Revista AU n. 151, São Paulo, SP - Outubro, 2006. p.64-67.
88
EGAN, M. David. Architectural acoustics. Clemson, Estados Unidos da América: McGraw- Hill
Inc., 1988.
GRANADO Jr, M. V.; BISTAFA, S. R. Simulação Acústica de Teatros com Programa Comercial de
Traçado de Raios – Relato de uma experiência. In: ENCAC - COTEDI. Anais... Curitiba: ANTAC,
2003.
MAGARIO, Célio Rubens Akito; AZUMA, Rafael Fujita; Realidade Virtual Acústica em Estúdio de
Gravação; Departamento de Engenharia Mecânica, Escola Politécnica, USP, São Paulo, SP, 2003.
MOOJEN, Marcelo Perini; Paredes Móveis Acústicas: Estudo de Caso; Graduação do Curso de
Arquitetura e Urbanismo, UCS, Caxias do Sul, RS, 2009.
MORAES, Diana dos Santos; Medição e Previsão Numérica do Comportamento Acústico de um
Teatro Experimental para a UFPA; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica – Vibrações
e Acústica, UFPA, Belém, PA, 2007.
NUNES, M.F.O., Apostila de aula de Conforto Ambiental Acústico, do Curso de Arquitetura e
Urbanismo, Universidade de Caxias do Sul, Caxias do Sul, RS, 2005.
PORTELA, Marcelo Santos; Caracterização de Fontes Sonoras e Aplicação na Auralização de
Ambientes; Dissertação para Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UFSC,
Florianópolis, SC, 2008.
SANTOS, R. O.; OITICICA, M. L. G. R. Análise da Qualidade Acústica em Templos Religiosos Estudo De Caso. In: ENCAC - ELACAC. Anais... Maceió: ANTAC, 2005.
SILVA, Pérides. Acústica Arquitetônica & Condicionamento de Ar. 6ª Edição, Belo Horizonte.
EDTAL TERMO ACÚSTICA LTDA, 2005
SIMÕES, F. M.; NABINGER, L. B. Análise das Condições Acústicas e Projeto de Condicionamento
Acústico da Catedral Metropolitana de Porto Alegre. In: VI ENCONTRO NACIONAL E III
ENCONTRO LATINO-AMERICANO SOBRE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO.
Anais... São Pedro: ANTAC, 2001.
SIMÕES, F. M.; OLIVEIRA, D.B.; GOMES, J.T.F., FIGUEIREDO, P. Análise do Comportamento
Acústico das Igrejas do Século XIX em Porto Alegre. In: ENCAC - ELACAC. Anais... Maceió:
ANTAC, 2005.
SONEX, Disponível em: <http://www.sonex.com.br/imprimir_duvidas.htm.> Acessado em 12 de
maio de 2010.
VALLE, Sólon do. Manual prático de acústica. Rio de Janeiro: Editora Música & Tecnologia Ltda.,
2006.
89
APÊNDICE A
90
Dados geométricos inseridos no software CATT-Acoustics para simulação do projeto original
do escritório – arquivo fonte.
master igreja pedone original 2.txt
;IGREJASECULOXX.GEO
ABS piso_granilite = <2 2 2 4 5 5> PL&DT 4, carvalho
ABS piso_taco_colado = <4 4 6 12 10 17> NBR 12179
ABS parede_concreto = <2 2 2 4 5 5> PL&DT 3 rustico, carvalho
ABS gesso_acartonado = <10 8 5 3 3 3> ; bistafa
ABS porta = <14 10 6 8 10 10> NBR 12179
ABS vidro_comum_caixilho = <35 25 18 12 7 4> ; bistafa
ABS vidro_temperado_grande = <18 6 4 3 2 2> ; bistafa
ABS audiencia = <19 24 30 33 32 29> ; EUC 315, carvalho
ABS parede_abnt_117 = <11 33 90 60 79 68> ; ABNT, carvalho
ABS forro_amf_123 = <45 39 57 72 61 43> ; AMF, carvalho
ABS frontao_regua_madeira_encerada = <40 30 20 17 15 10> ; COM 13, carvalho
CORNERS
;CANTOS PISO NAVE CENTRAL HALL
1 0.4577 4.00 0
2 6.20 4.00 0
3 6.40 3.20 0
4 7.1375 0.25 0
5 15.2625 0.25 0
6 16.00 3.20 0
7 16.20 4.00 0
8 19.9423 4.00 0
9 20.9423 8.00 0
10 20.2756 10.6667 0
11 19.20 10.6667 0
12 17.00 13.60 0
13 5.40 13.60 0
14 3.20 10.6667 0
15 2.1244 10.6667 0
16 1.3288 7.4846 0
17 2.20 4.00 0
;CANTOS PISO DEGRAU
21 0.4577 4.00 0.17
22 6.20 4.00 0.17
23 6.40 3.20 0.17
24 7.1375 0.25 0.17
25 15.2625 0.25 0.17
26 16.00 3.20 0.17
27 16.20 4.00 0.17
28 19.9423 4.00 0.17
29 20.9423 8.00 0.17
30 20.2756 10.6667 0.17
31 19.20 10.6667 0.17
32 17.00 13.60 0.17
33 5.40 13.60 0.17
34 3.20 10.6667 0.17
35 2.1244 10.6667 0.17
36 1.3288 7.4846 0.17
37 2.20 4.00 0.17
38 19.4423 14.00 0.17
39 18.70 14.00 0.17
40 19.1375 15.75 0.17
41 15.2119 15.75 0.17
42 14.70 14.00 0.17
43 5.70 14.00 0.17
;CANTOS PISO ALTAR
50 15.075 15.75 0.34
51 13.575 17.75 0.34
52 8.825 17.75 0.34
53 7.325 15.75 0.34
54 7.0125 15.75 0.34
55 5.70 14.00 0.34
56 14.70 14.00 0.34
57 15.2119 15.75 0.34
58 19.1375 15.75 0.34
59 3.20 10.6667 0.34
;CANTOS FORRO CORO
60 20.3106 10.5267 2.80
61 19.1294 10.5267 2.80
62 16.8244 13.60 2.80
63 15.2119 15.75 2.80
64 19.1375 15.75 2.80
65 18.70 14.00 2.80
66 19.4423 14.00 2.80
67 20.2756 10.6667 2.80
68 20.9423 8.00 2.80
69 15.075 15.75 2.80
;CANTOS FORRO SACRISTIA
70 7.1881 15.75 2.80
71 7.0125 15.75 2.80
72 3.20 10.6667 2.80
73 2.1244 10.6667 2.80
74 2.0894 10.5267 2.80
75 3.2706 10.5267 2.80
76 5.5756 13.60 2.80
77 7.325 15.75 2.80
91
78 7.5125 16.00 2.80
79 0.4577 4.00 2.80
;CANTOS FORRO HALL
80 6.20 4.00 3.10
81 6.40 3.20 3.10
82 7.1375 0.25 3.10
83 15.2625 0.25 3.10
84 16.00 3.20 3.10
85 16.20 4.00 3.10
;CANTOS FORRO ALTAR
90 15.075 15.75 3.16
91 14.8875 16.00 3.16
92 7.5125 16.00 3.16
93 7.325 15.75 3.16
94 7.1881 15.75 3.16
95 5.5756 13.60 3.16
96 16.8244 13.60 3.16
97 15.2119 15.75 3.16
98 13.575 17.75 3.16
99 8.825 17.75 3.16
;CANTOS FORRO NAVE CENTRAL
100 0.4577 4.00 4.20
101 3.20 4.00 4.20
102 6.20 4.00 4.20
103 16.20 4.00 4.20
104 19.20 4.00 4.20
105 19.9423 4.00 4.20
106 20.9423 8.00 4.20
107 20.3106 10.5267 4.20
108 19.1294 10.5267 4.20
109 16.8244 13.60 4.20
110 5.5756 13.60 4.20
111 3.2706 10.5267 4.20
112 2.0894 10.5267 4.20
113 1.3288 7.4846 4.20
114 2.20 4.00 4.20
;CANTOS POÇO LUZ ALTAR
120 14.8875 16.00 4.20
121 15.3798 17.75 4.20
122 13.575 17.75 4.20
123 8.825 17.75 4.20
124 7.0202 17.75 4.20
125 7.5131 15.9979 4.20
;CANTOS FORRO POÇO LUZ ALTAR
130 14.8875 16.00 7.10
131 15.3798 17.75 7.10
132 7.0202 17.75 7.10
133 7.5125 16.00 7.10
140 1.3288 7.4846 7.00
141 0.4577 4.00 8.20
142 2.20 4.00 8.20
143 1.4577 8.00 2.80
144 1.3288 7.4846 2.80
145 2.20 4.00 2.80
146 2.4577 4.00 2.80
147 6.20 4.00 2.80
148 2.4577 4.00 4.20
149 1.4577 8.00 4.20
;CANTOS JANELAS
150 6.40 3.20 2.40
151 7.1375 0.25 2.40
152 15.2625 0.25 2.40
153 16.00 3.20 2.40
160 0.4577 4.00 3.50
161 3.20 4.00 3.50
162 6.20 4.00 3.50
163 16.20 4.00 3.50
164 19.20 4.00 3.50
165 19.9423 4.00 3.50
170 0.6577 4.80 5.30
171 1.0458 6.3522 5.30
172 0.6577 4.80 6.90
173 1.0458 6.3522 6.90
174 1.3288 7.4846 6.90
175 1.3288 7.4846 5.30
176 0.4577 4.00 5.30
177 0.4577 4.00 6.90
180 14.8875 16.00 5.55
181 7.5125 16.00 5.55
;OUTROS CANTOS
190 3.20 4.00 2.80
191 19.9423 4.00 2.80
192 5.70 14.00 2.80
;CANTOS CIRCULACAO
201 8.8859 4.00 0.00
202 10.4858 13.60 0.00
203 13.5141 4.00 0.00
204 11.9142 13.60 0.00
PLANES
[1 Piso A1 / 4 5 7 203 204 202 201 2 / piso_granilite ]
[2 Piso A2 / 21 37 36 / piso_taco_colado ]
[3 Piso A3 / 33 32 31 30 38 39 40 41 42 43 / piso_taco_colado ]
[4 Piso A4 / 50 51 52 53 54 55 56 57 / piso_taco_colado ]
[5 Forro B1 / 148 149 112 111 110 109 108 107 106 105 104 103 102 / gesso_acartonado ]
[6 Forro B2 / 85 83 82 80 / gesso_acartonado ]
[7 Forro B3 / 60 61 63 64 65 66 / gesso_acartonado ]
[8 Forro B4 / 97 96 95 94 93 92 91 90 / gesso_acartonado ]
92
[9 Forro B5 / 75 74 73 72 71 70 / gesso_acartonado ]
[10 Forro B6 / 120 121 122 / vidro_comum_caixilho ]
[11 Forro B7 / 123 124 125 / vidro_comum_caixilho ]
[14 Forro B10 / 140 142 141 / gesso_acartonado ]
[15 Rodapé Y1 / 2 17 37 22 / parede_concreto ]
[17 Rodapé Y3 / 5 4 24 25 / piso_granilite ]
[29 Rodapé Y16 / 43 42 56 55 / piso_taco_colado ]
[30 Rodapé Y17 / 42 41 57 56 / piso_taco_colado ]
[31 Rodapé Y18 / 41 40 58 57 / gesso_acartonado ]
[32 Parede X1 / 21 79 147 22 / parede_concreto ]
[34 Parede X3 / 151 150 81 82 / gesso_acartonado ]
[44 Parede X13 / 50 58 64 63 97 90 / gesso_acartonado ]
[48 Parede X20 / 54 53 93 94 70 71 / gesso_acartonado ]
[49 Parede X21 / 55 54 71 192 / porta ]
[51 Parede X23 / 35 34 72 73 / porta ]
[54 Parede Z1 / 85 80 162 163 / parede_concreto ]
[56 Parede Z3 / 68 191 105 106 / gesso_acartonado ]
93
[74 Parede Z25 / 96 109 110 95 / frontao_regua_madeira_encerada ]
[85 Janela B1 / 4 3 150 151 / vidro_temperado_grande ]
[88 Janela B4 / 170 171 173 172 / vidro_comum_caixilho ]
[89 Janela B5 / 180 181 133 130 / vidro_comum_caixilho ]
[90 Audiencia C1 / 201 202 13 14 15 16 17 / audiencia ]
[91 Audiencia C2 / 8 9 10 11 12 204 203 / audiencia ]
Dados referentes a localização e características técnicas da fonte sonora, informados para
simulação do projeto original do escritório.
Src igreja white.txt
;SRC.LOC
LOCAL src_z = 1.94
SOURCEDEFS
;id --pos x y z -- directivity -- aim point (has no effect with omni) -A0 11.2 16.00 src_z OMNI 11.20 18.00 src_z
Lp1m_a = LP_white 94; white spectrum, 94 dB at 1kHz
Dados referentes a localização do receptor.
Rec igreja 3.txt
;REC.LOC
LOCAL src_z = 1.80
RECEIVERS
1 18.17 5.89 src_z
94
Dados gerados pelo software CATT-Acoustics versão 8.0 demo - Parâmetro (Interativo RT
estimado)
Settings = E:\catt acoustics trabalhos\igreja\OUT\CATT igreja sec xx 3.PRD
Project = igreja sec xx
MASTER = MASTER IGREJA PEDONE ORIGINAL 2.GEO
The absorption is used as follows:
----------------------------------------------------------------------------------Relative absorption area [%]
Key name
Area [m²] Area [%] < 125 250 500 1k 2k 4k> Used
----------------------------------------------------------------------------------GESSO_ACARTONADO
511,4 58,1
< 52,2 46,4 32,4 20,0 20,6 21,1> 50
AUDIENCIA
136,5 15,5
< 26,5 37,1 51,9 58,7 58,8 54,5> 2
PISO_GRANILITE
70,4
8,0
< 1,4 1,6 1,8 3,7 4,7 4,8>
11
PISO_TACO_COLADO
50,2
5,7
< 2,1 2,3 3,8 7,9 6,8 11,8>
5
PAREDE_CONCRETO
49,5
5,6
< 1,0 1,1 1,3 2,6 3,3 3,4>
13
VIDRO_TEMPERADO
25,8
2,9
< 4,7 1,8 1,3 1,0 0,7 0,7>
3
VIDRO_COMUM_CAI
17,2
1,9
< 6,1 4,9 3,9 2,7 1,6 0,9>
4
FRONTAO_REGUA_M
11,7
1,3
< 4,8 4,0 3,0 2,6 2,4 1,6>
1
PORTA
8,2
0,9
< 1,2 0,9 0,6 0,9 1,1 1,1>
2
----------------------------------------------------------------------------------880,9
List of planes using each surface property:
----------------------------------------------------------------------------------AUDIENCIA
90-91
FRONTAO_REGUA_M
74
GESSO_ACARTONADO
5-9 12-14 31 34-36 39-41 43-48 50 52-53 56-73 75-77 79-82 84
PAREDE_CONCRETO
15-16 18-19 32-33 37-38 42 54-55 78 83
PISO_GRANILITE
1 17 20-28
PISO_TACO_COLADO
2-4 29-30
PORTA
49 51
VIDRO_COMUM_CAI
10-11 88-89
VIDRO_TEMPERADO
85-87
-----------------------------------------------------------------------------------
95
ANEXO A
96
Características específicas dos materiais com os coeficientes de absorção fornecidos pelos
fabricantes dos produtos.
Figura 71: Coeficientes de absorção do produto painel parede – Idealtec Perfurado6 – T32 ø8
– LR 2,5 cm
Fonte: (SONEX, 2010)
Figura 72: Coeficientes de absorção do produto forro – Sonex illtec7 Plano 20 mm
Fonte: (SONEX, 2010)
6
Características técnicas - Composição: Painéis em MDF revestidos com madeira ou melamina, resistentes à
umidade e ao fogo. Os painéis de paredes são disponíveis na modulação de 1200 x 600mm 2430 x 400mm, com
borda macho / femea e instalados com perfis e clips metálicos especiais.
7
Características técnicas - Material: illtec expandido semi rigido, de estrutura micro celular; Cores: Natural:
cinza claro; Pintado: branca, bege, marfim, palha, verde, azul; Dimensões: placas com 1.250 x 625 mm ou 625 x
625 mm; Espessuras: 20, 30, 40 ou 50 mm

condicionamento acústico para a igreja católica do bairro século xx

Transcrição

Documentos relacionados

Autor do Projecto de Condicionamento Acústico

Conforto Acústico

FC.M46r - Cutnoise

Acoustimass - Produtos

Bares - Stier - Soluções Acústicas

Soalho Ibérico

Estudo e projeto acústico de um ambiente para gravação

ECOLINE DW

Informações da Organização Informações do Representante

Baixar - NET Live Brasília