Evaluating Airborne Sound Insulation in Dwellings Constructed with Hollow Ceramic Blocks under Brazilian Housing Policies
Avaliando o isolamento acústico aéreo em habitações construídas com blocos cerâmicos vazados sob as políticas habitacionais brasileiras.
Autores:
- Rodrigo Scoczynski Ribeiro
- Marc Arnela
- Manuel Teixeira Braz-César
- Rúbia Mara Bosse
- Laura Silvestro
- Gustavo de Miranda Saleme Gidrão
- Mariane Kempka
- Dyorgge Alves Silva
- Marcela Maier Farias Czap
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Publicado: 16 de março de 2024
Abstract
In Brazil, there is a shortage of approximately 5.80 million residences, a challenge that intensified during the pandemic. Since 2013, there has been a mandate to implement specific performance criteria in residential constructions. However, many construction firms face difficulties in meeting these standards, especially concerning sound insulation in partition elements. This work aims to assess the airborne sound insulation performance and compliance with legal standards in new residential buildings through measurements and simulations. In particular, subsidized housing units for low-income populations are studied, which are eligible for reduced taxes on building loans. These buildings are typically made of hollow ceramic blocks with vertical perforations as separating walls, a commonly used national building material. Three buildings located in Guarapuava, a southern city in Brazil with a population of approximately 183,000 residents, were selected for this purpose. Measurements were conducted following ISO 16283-1 guidelines, whereas simulations were performed using ISO 12354-1, initially assuming a uniform plate but also exploring an alternative model that considers orthotropic behavior with analytical expressions. The calculations considered both static and dynamic moduli of elasticity. The results indicated that all the units failed to meet the specified standards. The measured values were below the required thresholds, obtaining 42 < 45 dB for Building B1, 40 < 45 dB for Building B2, and 38 < 40 dB for Building B3. The predicted values agreed well with the measured values when considering orthotropy with a dynamic elastic modulus. However, discrepancies were observed in the spectral analysis, especially at lower and higher frequencies. The findings suggest refraining from employing single-leaf partition walls made of vertical hollow ceramic blocks in such buildings. Improving sound insulation necessitates embracing a comprehensive strategy that takes into account the separating element, flanking paths, and the room geometries.
Resumo
No Brasil, há uma escassez de aproximadamente 5,80 milhões de residências, um desafio que se intensificou durante a pandemia. Desde 2013, há um mandato para implementar critérios de desempenho específicos em construções residenciais. No entanto, muitas construtoras enfrentam dificuldades para atender a esses padrões, especialmente no que diz respeito ao isolamento acústico em elementos de partição. Este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho do isolamento acústico aéreo e a conformidade com as normas legais em novas construções residenciais por meio de medições e simulações. Em particular, são estudadas unidades habitacionais subsidiadas para populações de baixa renda, que são elegíveis para impostos reduzidos em empréstimos para construção. Essas construções são tipicamente feitas de blocos cerâmicos ocos com perfurações verticais como paredes de separação, um material de construção nacional comumente usado. Três edifícios localizados em Guarapuava, uma cidade do sul do Brasil com uma população de aproximadamente 183.000 residentes, foram selecionados para esse propósito. As medições foram conduzidas seguindo as diretrizes ISO 16283-1, enquanto as simulações foram realizadas usando ISO 12354-1, inicialmente assumindo uma placa uniforme, mas também explorando um modelo alternativo que considera o comportamento ortotrópico com expressões analíticas. Os cálculos consideraram módulos de elasticidade estáticos e dinâmicos. Os resultados indicaram que todas as unidades não conseguiram atender aos padrões especificados. Os valores DnT,w medidos estavam abaixo dos limites exigidos, obtendo 42 < 45 dB para o Edifício B1, 40 < 45 dB para o Edifício B2 e 38 < 40 dB para o Edifício B3. Os valores DnT,w previstos concordaram bem com os valores medidos ao considerar a ortotropia com um módulo elástico dinâmico. No entanto, discrepâncias foram observadas na análise espectral, especialmente em frequências mais baixas e mais altas. As descobertas sugerem evitar o emprego de paredes divisórias de folha única feitas de blocos cerâmicos ocos verticais em tais edifícios. Melhorar o isolamento acústico exige adotar uma estratégia abrangente que leve em consideração o elemento de separação, os caminhos de flanqueamento e as geometrias da sala.
Essa pesquisa
contribui para as seguintes ODS:
