Caracterização do condicionamento acústico de uma sala de aula com o uso de painéis de madeira
In indoor environments designed for silence and intellectual activities, the concern about the different acoustical parameters of these spaces is a fundamental topic, which are related to different aspects of the built environment, such as geometry and surface finishes. A built environment might be...
| Autor principal: | Ribeiro, Rodrigo Scoczynski |
|---|---|
| Formato: | Tese |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2020
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5034 |
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riut-1-50342020-06-27T06:01:30Z Caracterização do condicionamento acústico de uma sala de aula com o uso de painéis de madeira Characterization of the acoustical treatment of a classroom with wood-based composites Ribeiro, Rodrigo Scoczynski Matoski, Adalberto https://orcid.org/0000-0001-5503-4943 http://lattes.cnpq.br/4370803094890281 Gomes, Marcio Henrique de Avelar http://lattes.cnpq.br/6090334823327910 Matoski, Adalberto https://orcid.org/0000-0001-5503-4943 http://lattes.cnpq.br/4370803094890281 Sardá, Alexandre Augusto Pescador http://lattes.cnpq.br/6402693423587843 Conto, Juliana de http://lattes.cnpq.br/8770932409623222 Lima, Key Fonseca de http://lattes.cnpq.br/2072369113485236 Catai, Rodrigo Eduardo https://orcid.org/0000-0002-6595-8581 http://lattes.cnpq.br/8926391556195704 Engenharia acústica Percepção da fala Acústica Estruturas de madeira (Construção civil) Materiais compostos Isolamento acústico - Testes Porosidade - Testes Acoustical engineering Speech perception Sound Wooden-frame buildings Composite materials Soundproofing - Testing Porosity - Testing CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL::MATERIAIS E COMPONENTES DE CONSTRUCAO Engenharia Civil In indoor environments designed for silence and intellectual activities, the concern about the different acoustical parameters of these spaces is a fundamental topic, which are related to different aspects of the built environment, such as geometry and surface finishes. A built environment might be acoustically treated in different ways in terms of complexity and cost. The insertion of absorbent materials or diffusers is and example of an acoustic solution for that environment. In this context, this research proposes an alternative for the acoustical treatment of a classroom already built through the insertion of wooden composites, panels, which were screwed to the walls. This proposition sought to demonstrate an alternative that was easy in terms of implementation and feasible from the perspective of sustainability. Industrialized wood composites from the south part of Brazil were chosen, sush as the MDF (Medium Density Fiberboard), the OSB (Oriented Strand Board) and the WWCB (Wood-Wool Cement Board) with different thicknesses. The materials were analyzed and characterized through the sound absorption coefficient. In addition, a building material application for OSB and WWCB panels was proposed as an internal coating system of a masonry built with construction and demolition waste (CDW) inside of a reverberating chamber, where the increase in sound insulation provided to the masonry was evaluated. In the already treated classroom, objective acoustic parameters were evaluated, such as the reverberation time, the Definition (D50) and the Speech Transmission Index (STI). In order to complement the analysis, subjective tests were carried out with a sample of men and women to determine the Speech Recognition Percentage Index (SRPI) applied to the classroom environment. Three-dimensional models were built and validated with measurements using an open source software (I-SIMPA), where acoustic simulations showed different schemes of acoustic conditioning along with their objective acoustic parameters. For the sound insulation evaluation, the thesis concluded that the OSB panels might increase up to 4dB the weighted sound reduction index (Rw) of a masonry with CDW blocks. WWCB-type panels increased the STI values at different seats over the classroom. The scenario with the 50.0mm thick panels showed itself as statistically different from the others. Analysis of the sound pressure levels in the classroom environment led to the conclusion that there was no excessive absorption of high-frequency energy, which occurs with many conventional and non-sustainable absorbers, and the subjective tests proved that the WWCB type (50.0 mm thick) improved the speech intelligibility. Em ambientes fechados destinados às atividades intelectuais, ou ao silêncio, faz-se imprescindível a preocupação com os diferentes parâmetros acústicos destes espaços, relacionados aos aspectos do ambiente construído, tais como geometria e acabamentos das superfícies. Um ambiente já construído pode ser tratado acusticamente por meio de soluções bastante diversas em termos de custo ou complexidade. Um exemplo de solução que pode ser utilizada para condicionamento acústico destes ambientes é a inserção de materiais com propriedades (ou características) absorventes ou difusores. Neste contexto, esta pesquisa propõe uma alternativa para condicionamento acústico de uma sala de aula já construída por meio da inserção de compósitos de madeira, painéis, que foram fixados nas vedações verticais. Essa proposição buscou demonstrar uma alternativa que fosse prática em termos de execução e viável da perspectiva da sustentabilidade. Foram escolhidos compósitos industrializados fabricados na região sul do Brasil, do tipo MDF (Medium Density Fiberboard), OSB (Oriented Strand Board) e o WWCB (Wood-Wool Cement Board) em diferentes espessuras. Os materiais foram analisados e caracterizados por meio do coeficiente de absorção sonora. Adicionalmente, uma utilização para os painéis do tipo OSB e WWCB foi proposta como revestimento interno de uma alvenaria de blocos de resíduo de construção e demolição (RCD) em uma câmara reverberante, onde foi avaliado o aumento da isolação sonora proporcionado à alvenaria. Na sala de aula condicionada, as variáveis objetivas mensuradas foram o tempo de reverberação, a definição (D50) e o índice de transmissão de fala (STI). Para complementar as análises, foram realizados testes subjetivos com uma amostra de indivíduos homens e mulheres para a determinação de índices percentuais de reconhecimento de fala (IPRF), aplicado ao ambiente em estudo. Ainda, modelos tridimendionsais foram elaborados utilizando o software I-SIMPA que tem código aberto, onde simulações acústicas apresentaram diferentes cenários de condicionamento acústico junto às suas variáveis objetivas. Para os testes de isolação, os resultados da pesquisa mostraram que os painéis de OSB podem aumentar em até 4dB o índice de redução sonora ponderado (Rw) de uma alvenaria com blocos de RCD. Os painéis do tipo WWCB proporcionaram aumento nos valores de STI em diferentes assentos da sala de aula, tendo o painel de 50,0mm de espessura resultados estatisticamente diferentes dos demais. Análises dos níveis de pressão sonora no ambiente educacional permitiram concluir que não houve absorção excessiva da energia em altas frequências, o que ocorre com muitos absorvedores convencionais e não sustentáveis, e os testes subjetivos demonstraram que os compósitos melhoraram a inteligibilidade de fala. 2020-06-26T19:07:56Z 2020-06-26T19:07:56Z 2020-05-29 doctoralThesis RIBEIRO, Rodrigo Scoczynski. Caracterização do condicionamento acústico de uma sala de aula com o uso de painéis de madeira. 2020. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5034 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil UTFPR |
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In indoor environments designed for silence and intellectual activities, the concern about the different acoustical parameters of these spaces is a fundamental topic, which are related to different aspects of the built environment, such as geometry and surface finishes. A built environment might be acoustically treated in different ways in terms of complexity and cost. The insertion of absorbent materials or diffusers is and example of an acoustic solution for that environment. In this context, this research proposes an alternative for the acoustical treatment of a classroom already built through the insertion of wooden composites, panels, which were screwed to the walls. This proposition sought to demonstrate an alternative that was easy in terms of implementation and feasible from the perspective of sustainability. Industrialized wood composites from the south part of Brazil were chosen, sush as the MDF (Medium Density Fiberboard), the OSB (Oriented Strand Board) and the WWCB (Wood-Wool Cement Board) with different thicknesses. The materials were analyzed and characterized through the sound absorption coefficient. In addition, a building material application for OSB and WWCB panels was proposed as an internal coating system of a masonry built with construction and demolition waste (CDW) inside of a reverberating chamber, where the increase in sound insulation provided to the masonry was evaluated. In the already treated classroom, objective acoustic parameters were evaluated, such as the reverberation time, the Definition (D50) and the Speech Transmission Index (STI). In order to complement the analysis, subjective tests were carried out with a sample of men and women to determine the Speech Recognition Percentage Index (SRPI) applied to the classroom environment. Three-dimensional models were built and validated with measurements using an open source software (I-SIMPA), where acoustic simulations showed different schemes of acoustic conditioning along with their objective acoustic parameters. For the sound insulation evaluation, the thesis concluded that the OSB panels might increase up to 4dB the weighted sound reduction index (Rw) of a masonry with CDW blocks. WWCB-type panels increased the STI values at different seats over the classroom. The scenario with the 50.0mm thick panels showed itself as statistically different from the others. Analysis of the sound pressure levels in the classroom environment led to the conclusion that there was no excessive absorption of high-frequency energy, which occurs with many conventional and non-sustainable absorbers, and the subjective tests proved that the WWCB type (50.0 mm thick) improved the speech intelligibility. |
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RIBEIRO, Rodrigo Scoczynski. Caracterização do condicionamento acústico de uma sala de aula com o uso de painéis de madeira. 2020. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020. |
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