Estudio de la calidad acústica del Aula Máster del edificio 1c de la ETSIE

“ESTUDIO DE LA CALIDAD ACÚSTICA DEL AULA MASTER DEL EDIFICIO 1C DE LA ETSIE” ALUMNA: ROCIO ANDRÉS GÓMEZ. TUTORES: VICENTE GOMEZ LOZANO. SALVADORA REIG GARCIA SAN PEDRO. VALENCIA MARZO 2012. PROYECTO FINAL DE GRADO. TALLER ACÚSTICA EN LA ARQUITECTURA. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 2 INDICE DE CONTENIDOS. -CAPITULO 1. INTRODUCCIÓN A LA ACÚSTICA EN EDIFICACIÓN Y NORMATIVA APLICABLE. 1.1 INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS DEL PFG. Pag.5 1.1.1. INTRODUCCION. 1.1.2. OBJETIVOS DEL PFG. 1.2. RESEÑA HISTORICA. Pag.6 1.3. PARAMETROS FISICOS .DEFINICIONES. Pag.11 1.4. PARÁMETROS DE CALIDAD ACÚSTICAS SUBJETIVOS Y OBJETIVOS. Pag.16 1.5. METODOS UTILIZADOS PARA MEJORAR LA ACUSTICA. Pag.19 1.5.1 Absorción por porosidad, materiales absorbentes. 1.5.2 Absorción por cavidad, resonadores helmholtz. 1.5.3 Absorción por membrana. 1.6 NORMATIVA ACTUAL DE APLICACIÓN.EXIGENCIAS RESEÑADAS EN EL CTE-DB-HR. Pag.23 P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 3 -CAPITULO 2. ESTUDIO ACUSTICO DEL AULA MASTER DEL EDIFICIO C1C DE LA E.T.S.I.E. 2.1. CARACTERISTICAS DEL RECINTO ANALIZADO. Pag.31 2.2. CÁLCULOS Y GRAFICAS. Pag.36 2.3. COMENTARIOS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS. Pag.53 2.4. ENSAYOS REALIZADOS. Pag.55 2.4.1. INSTRUMENTACIÓN UTILIZADA. 2.4.2. PROTOCOLO DE MEDIDA. -CAPITULO 3. ESTUDIO Y CUMPLIMIENTO DEL C.T.E-DB-HR. 3.1 FICHAS DEL C.T.E-DB-HR. Pag.66 -BIBLIOGRAFIA. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 4 CAPITULO 1. INTRODUCCIÓN A LA ACÚSTICA EN EDIFICACIÓN Y NORMATIVA APLICABLE. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 5 1.1 Introducción y objetivos del PFG. 1.1.1 Introducción. En muchos edificios, estructural y funcionalmente cumplen los requisitos para su uso, pero acústicamente no. En la actualidad, hay mucha problemática con los niveles acústicos dentro y fuera de los lugares de ocio, viviendas, salas de audición, salas de comunicación en nuestro caso etc. Por lo que este proyecto se centra en profundizar en esta dirección. Uno de los parámetros importantes para determinar la calidad acústica de un recinto es el Tiempo de reverberación. En este proyecto se han calculado Tiempos de reverberación del aula Máster para determinar dicha calidad acústica. Se ha tomado como parámetro de calidad, las exigencias del CTE en su Documento Básico de protección frente al ruido HR. Para medir el tiempo de reverberación se ha contado con un equipo de medida formado por una fuente sonora y un sonómetro. Se han realizado las medidas del tiempo de reverberación en el recinto estudiado. Para determinar los puntos de medida y su posición, las mediciones se han tomado de acuerdo a la norma UNE. 1.1.2 Objetivo del PFG. Mi Tema elegido como PFG tiene como título” La calidad acústica en el aula Master del edificio 1C de la ETSIE. Su aislamiento acústico.” El interés personal por este tema surge por varios aspectos. Principalmente, porque el tema de la acústica, cuando lo di en Fundamentos Físicos, ya me atrajo y vi que era un tema interesante y escribir sobre él es un modo excelente de llegar a conocerlo más profundamente. Me parece también que puede ser una buena salida profesional, dado que cada vez más, hay una mayor demanda de peritos para la realización de Informes acústicos, a causa de la mala ejecución de las edificaciones, y este tema es una de las principales causas de las demandas que interponen los propietarios a las constructoras. También lo considero un tema crucial en la calidad de las edificaciones y que no se le da la importancia que le corresponde, puesto que muchos edificios, estructural y funcionalmente cumplen con los requisitos para su uso, pero acústicamente no están bien realizados. Para finalizar conocer la calidad de las aulas desde el punto de vista acústico, estudiarlas y analizarlas, ver si cumplen con las normativa y proponer a continuación propuestas y soluciones constructivas para su mejora (si necesaria), es el eje principal del desarrollo de este PFG. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 6 1.2 Reseña histórica. “Evolución del diseño de salas de audición y de la acústica aplicada al mismo” Desde la antigüedad se conoce que el hombre se ha servido de señales acústicas para comunicarse con sus semejantes y se ha servido de ciencias empíricas para explotar las propiedades acústicas de ciertos lugares para mejorar la transmisión de sus mensajes sonoros. Los egipcios usaron como auditorios los patios que pertenecían a sus templos, los cuales estaban destinados a oír ceremonias religiosas. Los auditorios como tales nacen a partir del Anfiteatro Griego y con ellos el uso de estos como espacio destinado a la audición. Los actores estaban situados en la zona central, mientras que los espectadores eran colocados en pendientes y a la vez se orientaban las localidades hacia la zona destinada a dichos actores. Las pretensiones eran reunir a una gran audiencia lo más cercana posible al escenario y distribuir de forma óptima el sonido directo, consiguiendo así una mayor inteligibilidad de las palabras. El Teatro Griego proporcionaba al recinto muy poco sonido reflejado, únicamente el reflejado por el pavimento que en aquella época estaba constituido por losas de piedra y el reflejado por las paredes pertenecientes al edificio posterior al área mencionada. El Anfiteatro Romano contaba con una mayor pendiente en las gradas así como un edificio posterior de mayor magnitud que el griego, lo que proporcionaba un aumento del sonido reflejado incluso desde los laterales del mismo. Dichas reflexiones llegaban a los espectadores con posterioridad al sonido directo, este efecto producía un refuerzo en la inteligibilidad de los mensajes y evitaba cualquier tipo de merma. Las reflexiones provenientes de los laterales proporcionaban una sensación espacial. Los elementos y su colocación no eran fruto de la improvisación, sino que respondían a reglas acústicas precisas. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 7 Figura1.Plantas teatro griego y romano. Tuvo que pasar un milenio para llegar al concepto del Teatro del Renacimiento Italiano. El paso del teatro al aire libre al teatro en un local cerrado se produce en el Teatro del Renacimiento. La disposición de los espectadores, así como el escenario todavía se asemeja en demasía al perteneciente al Teatro Romano, lo que daba lugar a un sonido demasiado difuso. Aparece de esta manera el concepto de reverberación que se unía al sonido directo y a las primeras reflexiones. Estos teatros eran muy reverberantes cuando el público no se encontraba en el recinto, mientras que al encontrarse lleno, el tiempo de reverberación se veía reducido de tal forma que no influía en la inteligibilidad de la palabra, debido en la mayoría de los casos a la abundancia de primeras reflexiones. Estas primeras reflexiones producían energía temprana que resulta útil para la inteligibilidad del habla, frente a la energía reverberada, que puede ser perjudicial. Sin embargo el tiempo de reverberación para las frecuencias bajas dominaba debido a la abundancia de superficies de piedra y mármol. Figura 2.Teatro Olímpico de Vicenza. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 8 La evolución del teatro se produce hasta llegar a nuevas formas en planta, en ellas la relación entre el largo y el ancho se iba aumentando, dando lugar a la desaparición de las formas semicircular o semi-elíptica. Aparece también la evolución del escenario, dando lugar a la aparición de dos zonas diferenciadas, un pre-escenario y un escenario propiamente dicho, se indicaba el comienzo del teatro con proscenio, donde el escenario se convierte en un espacio separado del auditorio pero a la vez acoplado al mismo por el arco del proscenio. El pre-escenario se convierte en términos acústicos como la transición entre el escenario, de mayor altura que el resto de la sala, y el auditorio. La mayor parte de la obra se representaba en el escenario, donde los actores se veían beneficiados por las reflexiones de los laterales. Figura 3.Teatro Farnese. Parma. En los antiguos Anfiteatros Griegos y Romanos no se hacía distinción entre los espacios destinados a los actores y los destinados a los acompañantes musicales, de igual manera esta tradición se mantenía en los primeros Teatros Medievales. Al nacer la ópera aparece un nuevo problema, situar a la gran cantidad de acompañantes musicales que acaban derivando en una orquesta completa, que se resuelve destinándoles con espacio diferenciado en la zona central frente al escenario. La orquesta se encontraba a diferente nivel que el resto de la sala, aparece así el pozo de orquesta que origina el problema de la coordinación entre la orquesta y los cantantes, derivando en el Teatro Lírico. Es en estos Teatros Líricos donde aparecen los palcos y anfiteatros, llegando a cubrir las paredes laterales, proporcionando una mayor absorción y una menor reverberación y ecos. Estos teatros fueron utilizados para conciertos sinfónicos, para lo cual se elevaba el suelo de la zona destinada a la orquesta, y se colocaban superficies reflectoras detrás de la orquesta. Gran parte de los Teatros Líricos o salas de ópera presentaban gran cantidad de sus elementos construidos en madera (estructuras, empanelados...) esto daba lugar a la P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 9 absorción de las bajas frecuencias y por tanto a una curva del tiempo de reverberación en función de la frecuencia demasiado plana. La Sala de Conciertos como tal, es un concepto mucho más joven en el tiempo que el concepto de teatro. Con el crecimiento de la orquesta sinfónica las Salas de Conciertos se ven desarrolladas a partir de las Salas de Recitales. Dichas Salas de Recitales eran en sus comienzos alargadas, con techo horizontal y de pequeñas dimensiones. Con el crecimiento anteriormente mencionado de la orquesta sinfónica, crecen también las Salas de Recitales, manteniéndose las características mencionadas y ampliándose con anfiteatros a lo largo de sus paredes laterales y de fondo. Estas salas aparecían con gran cantidad de ornamentos y abundancia de madera en sus recubrimientos. Figura 4.Boston Symphony Hall. El concepto de Salas de Conferencias se empieza a utilizar a mediados de Siglo XIX aparece de esta manera un nuevo teatro, el “Lecture Theatre”. Su objetivo primordial era que tanto el rayo visual como auditivo, que hace del orador, llegue de forma directa a todo el público. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 16 1.4. Parámetros de calidad acústicas subjetivos y objetivos. Las características acústicas de un recinto están definidas principalmente por: • El nivel acústico • El tiempo de reverberación • La distribución del sonido • La inteligibilidad de la palabra. RASTI (Rapid Speech Transmission Index) es la medida de la inteligibilidad de la palabra. Indica como de bien un orador puede ser entendido desde una butaca de un teatro. Otros importantes parámetros son la forma del recinto, los materiales elegidos, la disposición de las superficies reflectantes y absorbentes, la fuente sonora y su directividad…Reflexión, Difusión, Difracción y absorción serán los responsables de la calidad final de la distribución del sonido en el recinto. Pero hay que considerar que todos los parámetros están relacionados entre sí. 1.4.1 Parámetros de calidad acústica subjetivos y objetivos. Los parámetros subjetivos que el oyente desea que tenga una sala, aparte de la ausencia de problemas acústicos como ecos, excesivo ruido de fondo, resonancias, focalizaciones......, son numerosos, pero los principales son: - INTIMIDAD, el oyente percibe la música como si se encontrara en una sala pequeña, teniendo la impresión de que la música lo rodea y de esta manera se ve inmerso en ella. Dichas sensaciones se ven relacionadas con la llegada del sonido directo y el tiempo que lo separa del primer sonido reflejado que llega al espectador-oyente. Todo ello está relacionado totalmente con las reflexiones laterales, que generan en cada oído una señal distinta, de esta manera se origina una impresión espacial subjetiva. - VIVACIDAD, refuerza totalmente los sonidos modificando su duración, que viene dada por la reverberación en las frecuencias medias y altas. Todo ello proporciona a la música la plenitud de tono. Se vincula la vivacidad con el tiempo de reverberación de la sala de frecuencias medias y agudas. (>500 Hz). - CALOR, es respecto a las frecuencias bajas, lo que la vivacidad a las frecuencias medias y agudas, con su participación la sala debe reforzar los sonidos graves así se hará la música más cálida. Si la sala reproduce de manera deficiente los sonidos graves, la música parezca frágil, carente de P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 17 - vitalidad y fuerza. Está relacionado íntimamente con el tiempo de reverberación para bajas frecuencias (<250 Hz). - CLARIDAD, las salas suenan claras, cuando se perciben distintamente sonidos sucesivos y sonidos simultáneos, permiten de esta manera la audición de los tonos separados en el tiempo y también la audición separada de los sonidos que emiten los diversos instrumentos. Está íntimamente relacionada con la relación entre energía directa y reverberación. - DIFUSIÓN, es la forma de explicar porque el sonido parece provenir de cualquier dirección con igual intensidad. Depende de la reverberación y las superficies y su poder difusor. - EQUILIBRIO, corresponde al hecho de percibir con sonoridad equilibrada los diferentes instrumentos que pertenecen a una misma orquesta. Dicho elemento va a depender en gran medida de las superficies que se encuentran próximos a la orquesta. Después de analizar los atributos SUBJETIVOS y para evaluar la calidad de una sala, se han desarrollado CRITERIOS OBJETIVOS, que son: - La INTIMIDAD está íntimamente ligada con el tiempo de retraso de la primera reflexión respecto al sonido directo. Este tiempo que hemos definido debe ser menor de 20 ms para salas de concierto y de 25 ms en salas de ópera.( Beranek ). - La IMPRESIÓN ESPACIAL la mide el factor de energía lateral (L) (Barron), que se ve definido como el cociente entre la proyección, sobre el eje de los oídos, de la energía de las reflexiones que llegan entre 5 y 80 ms y la energía total del conjunto de reflexiones entre 0 y 80 ms. 80 S Ei · cos  5 L = ----------------------------- 80 S Ei 0 Figura 6.formula impresión espacial. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 18 5 4 3 2 1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 L Tabla2. RELACIÓN ENTRE EL GRADO DE IMPRESIÓN ESPACIAL Y EL FACTOR DE ENERGÍA LATERAL (BARRON) Las recomendaciones son de valores altos para L, al objeto de obtener una adecuada impresión espacial (próximos a 1). El Factor de Energía Lateral, L, debe aumentar en las bajas frecuencias. Se recomienda un aumento de un 20% a un 50% del tiempo de reverberación para las frecuencias bajas para dar a la música el adecuado calor. Un predominio de EDT sobre el tiempo de reverberación, equivale a un predominio del campo directo y las primeras reflexiones, sobre el campo reverberado. Para evaluar la CLARIDAD o transparencia de una sala, se usa el criterio denominado Claridad (C) (Abdel Alim), todo ello se define como el cociente entre la energía que llega entre 0 y 80 ms. Después de la onda directa y la energía que llega después de los 80 ms. E 0-80 C = 10 lg · dB E 0-80 Los valores más óptimos de la claridad dependen del tipo de música, de esta manera un aumento de la claridad conlleva un descenso de reverberación y viceversa. Se recomendará siempre que sea superior a 0 dB y :  C = 3 – 8 dB para los asientos delanteros.  C = 0 – 5 dB para los asientos traseros P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 19 1.5 Métodos utilizados para mejorar la acústica. El objetivo del acondicionamiento acústico de un recinto es conseguir un grado de difusión acústica uniforme en todos los puntos del mismo. Con ello se pretende mejorar las condiciones acústicas de sonoridad aumentado el confort acústico interno del recinto. Desde ese punto de vista interesa que el intervalo de tiempo que transcurre entre la llegada del sonido directo y la llegada de las reflexiones no exceda de los 50ms (sensibilidad del oído humano), porque en caso contrario aparecería el eco. Un buen acondicionamiento acústico exige que la energía reflejada sea mínima, con lo cual, la calidad de un tratamiento acústico de un recinto vendrá determinada por la capacidad de absorción de los materiales que recubren sus superficies. Entendemos por absorción, el fenómeno físico que depende de múltiples factores (temperatura, presión atmosférica, humedad, condiciones del entorno). La absorción de energía por parte de una superficie de un objeto cualquiera se expresa a través del coeficiente de absorción, definido como el cociente de entre energía acústica absorbida y la energía acústica incidente. α = Eabsorvida E incidente Sus valores se determinan experimentalmente y se dan para frecuencias centrales (125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 Hz). La absorción equivalente [m2 Sabine] de una superficie depende del coeficiente de absorción del material y del área expuesta al sonido. A = · S La absorción total de un recinto es la suma de las absorciones de sus superficies y de los objetos contenidos en él. Atot = ∑ · S 1.5.1. Absorción por porosidad, materiales absorbentes. La onda sonora es amortiguada al pasar a través de los materiales absorbentes. El aire en el material proporciona una resistencia viscosa a las ondas sonoras que pierden energía en forma de calor por fricción. Algunos ejemplos son materiales textiles, terciopelo, moquetas, espumas, lana mineral, algodón, lana, enlucido acústico, paneles acústicos. Este tipo de absorbentes es más efectivo en frecuencias altas a partir de 1000Hz. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 20 Se puede mejorar su absorción en bajas frecuencias aumentando el espesor, pero solo hasta cierto valor. Figura 7. Lana de roca. Figura 8.Fibra de vidrio. Figura 9. Placas de yeso. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 21 1.5.2. Absorción por cavidad, resonadores Helmholtz. Los absorbentes por cavidad constan de un espacio con una apertura pequeña. El aire en la apertura oscila sobre el cojín elástico del aire contenido en el interior quitando así energía a la onda acústica. Figura 10.Absorción por cavidad. En el caso de los paneles perforados, el aire contenido en los numerosos agujeros del panel oscila delante del volumen de aire encerrado entre el panel y pared o techo creando una batería de resonadores. Estos sistemas se sintonizan de una manera que podemos tener distintas frecuencias de resonancia muy cercanas ampliando de esta manera la banda de absorción. Efectivo en frecuencias bajas de 125Hz, el absorbente trabaja más o menos como absorbente poroso o una membrana dependiendo de su grado de perforación. La aplicación más común de los resonadores Helmholtz son los falsos techos o paredes hechos de paneles perforados metálicos, de madera o de yeso. Figura 11. Esquema de un resonador Helmholtz. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 22 Figura 12. Resonador Helmholtz Múltiple 1.5.3. Absorción por membrana. Una membrana se compone de paneles continuos de material con una cámara detrás, rellena de aire o de material absorbente. El mecanismo de absorción es la transformación de la energía sonora en vibraciones mecánicas: la membrana se pone en movimiento o vibración debido a la onda acústica incidente produciéndose una transformación de energía acústica a energía mecánica. La cantidad de energía absorbida depende del movimiento del panel. Distancia entre el panel y la pared rígida. La frecuencia de resonancia (máx. absorción) depende de la masa del panel y de la distancia entre el panel y la pared rígida. F = _____60_____ √m *d m: masa en Kg. d: distancia entre el panel y la pared rígida. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 23 Este método es más efectivo en fajas frecuencias, entre 40 y 400 Hz., actuando como difusores, con su vibración, en aquellas frecuencias dónde no absorben. Otro concepto diferente es el aislamiento acústico, que es la característica física intrínseca de un material, elemento o partición en cuanto a su capacidad de reducir la transmisión de las ondas sonoras, al interponerse en su propagación entre dos medios o recintos, su objetivo es proteger frente a sonidos no deseados. Por lo tanto para tener un buen acondicionamiento acústico, hay que encontrar un equilibrio entre materiales absorbentes y materiales aislantes. 1.6 . Normativa actual de aplicación. exigencias reseñadas en el CTE-DB-HR. Este apartado se centrará en extraer del CTEDB-HR, las exigencias aplicables a las aulas, que es la temática estudiada en el proyecto. Basándonos en los datos obtenidos, realizaremos los posteriores estudios, para comprobar el estado de la calidad acústica. Las principales medidas del DB-HR son: - Mejora de los niveles de aislamiento. -Incremento de las exigencias hasta en más de tres veces. -Aumento de los niveles de aislamiento a ruido aéreo y a ruido de impacto exigidos entre recintos pasando de 45 decibelios en laboratorio a 50 decibelios efectivos, es decir, en comportamiento real. -Verificación del cumplimiento de las exigencias de aislamiento mediante parámetros verificables en una medición in situ. -Exigencias para todos los elementos constructivos que conforman un recinto. -Se regula el eco y las malas condiciones acústicas, cuantificando el tiempo de reverberación en recintos como aulas, comedores, restaurantes y salas de conferencias. -Nuevas reglas constructivas para disminuir el ruido de las instalaciones de fontanería y saneamiento y métodos y prácticas para minimizar la transmisión de ruido y vibraciones provocadas por las instalaciones. 1.6.1 Tipos de recintos. En el Código Técnico de la Edificación (en adelante CTE) en su documento básico de protección frente al ruido (en adelante DB-HR) se define en su Anejo A (Terminología) varios tipos de recinto: P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 24 -Recinto Habitable: Recinto interior destinado al uso de personas cuya densidad de ocupación y tiempo de estancia exigen unas condiciones acústicas, térmicas y de salubridad adecuadas. • a) habitaciones y estancias (dormitorios, comedores, bibliotecas, salones, etc.) en edificios residenciales; • b) Aulas, bibliotecas, despachos, en edificios de uso docente; • c) Quirófanos, habitaciones, salas de espera, en edificios de uso sanitario; • d) Oficinas, despachos; salas de reunión, en edificios de uso administrativo; • e) Cocinas, baños, aseos, pasillos y distribuidores, • f) Cualquier otro con un uso asimilable a los anteriores. -Recintos Protegidos: Recinto habitable con mejores características acústicas. Se consideran recintos protegidos los recintos habitables: • a) habitaciones y estancias (dormitorios, comedores, bibliotecas, salones, etc.) en edificios residenciales; • b) Aulas, bibliotecas, despachos, en edificios de uso docente; • c) Quirófanos, habitaciones, salas de espera, en edificios de uso sanitario; • d) Oficinas, despachos; salas de reunión, en edificios de uso administrativo; -Recinto de Actividad: Comercial, administrativa, lúdica industrial, garajes y aparcamientos. -Recinto de Instalaciones: Recinto que contiene equipos de instalaciones colectivas del edificio, entendiendo como tales, todo equipamiento o instalación susceptible de alterar las condiciones ambientales de dicho recinto. A efecto del DB-HR, el recinto del ascensor no se considera un recinto de instalaciones a menos que la maquinaria esté dentro del mismo. -Recinto ruidoso: Recinto, de uso generalmente industrial, cuyas actividades producen un nivel medio de presión sonora estandariza, ponderado A, en el interior del recinto, mayor que 80dBA (LpA > 80dBA). Con lo cual a la hora de referirnos al recinto referente a este proyecto, nos referiremos al recinto protegido. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 25 1.6.2. El ruido. -TIPOS DE RUIDO. La exposición prolongada a fuentes de ruido puede provocar fatiga, daños auditivos irreversibles, alteraciones del sueño, estrés o disminución del rendimiento en el trabajo. Todos los ruidos que percibimos se pueden clasificar según su origen y forma de propagación en tres grandes grupos: • Ruido aéreo: Es todo ruido que tiene origen en el aire y se propaga a través del mismo. Ejemplos de este ruido son el tráfico, las obras, conversaciones, la radio, la televisión… • Ruido de impacto: Este ruido es causado por un golpe en un medio sólido, habitualmente el suelo, que se propaga a través de la estructura. Ejemplos de este ruido son la caída de objetos, las pisadas, el arrastre de muebles… • Ruido de vibraciones: Es un ruido producido por el movimiento de algún objeto unido directamente a un medio sólido y que se propaga a través de la estructura. Ejemplos de este ruido son los procedentes de motores y máquinas como grupos de presión, ascensores. Otras clasificaciones de tipos de ruido pueden establecerse según su duración o contenido en frecuencias. A la hora de plantear una solución de aislamiento acústico es muy importante conocer el origen del ruido, ya que los materiales y soluciones serán diferentes en función del ruido a tratar. 1.6.3. Procedimiento de verificación. Para la correcta aplicación de este documento debe seguirse la secuencia de verificaciones que se expone a continuación: a) cumplimiento de las condiciones de diseño y de dimensionado del aislamiento acústico a ruido aéreo y del aislamiento acústico a ruido de impactos de los recintos de los edificios; esta verificación puede llevarse a cabo por cualquiera de los procedimientos siguientes: - mediante la opción simplificada, comprobando que se adopta alguna de las soluciones de aislamiento propuestas en el CTE-DB-HR. -mediante la opción general, aplicando los métodos de cálculo especificados para cada tipo de ruido. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 32 Fotos del Aula Máster Figura.16 Foto aula máster. Figura.17 Foto aula máster. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 33 Figura.18 Foto aula máster. Figura.19 Foto aula máster. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 34 -Materiales de los distintos elementos del aula. El suelo del aula es de baldosa cerámica de color gris, y su techo absorbente esta realizado con paneles perforados. Figura.20 Techo paneles perforados del aula. Figura.21 Suelo baldosa cerámica del aula. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 35 Los cerramientos interiores están realizados con paneles de pladur, y uno de los cerramientos esta realizado mediante paneles fenolicos. Figura.22 Paneles fenolicos. Figura.23 Cerramientos del aula. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 36 Elemento Descripción Coeficientes de absorción α 125 250 500 1000 2000 4000 Suelo Baldosas 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 Pared de pladur Panel pladur 0.29 0.10 0.05 0.04 0.07 0.09 Ventanales Aluminio vidrio 0.04 0.04 0.03 0.03 0.02 0.02 Pared tablero Tableros fenoliticos 0.15 0.50 0.97 0.65 0.40 0.35 Techo absorbente Panel absorbente 0.20 0.38 0.52 0.50 0.60 0.50 Tabla 4. Elementos y su coeficiente de absorción. 2.2. CALCULOS Y GRAFICAS. DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE REVERBERACIÓN. La reverberación es un fenómeno que juega un papel importante en todos los aspectos de la acústica y que se mantiene como criterio de valoración de las cualidades acústicas de todo tipo de recintos. Por esto, se ha tomado este dato como punto de partida a la hora de analizar la calidad acústica del reciento estudiado. El nivel de reverberación depende del volumen del recinto y de los materiales utilizados en las superficies estudiadas, disminuyendo el tiempo de reverberación cuanto más absorbentes sean dichas superficies. Dependiendo del uso del recinto, el tiempo de reverberación tiene que ser distinto, al depender directamente del volumen, el Tr es más grande en grandes espacios. Procedimiento del cálculo de Tr. Para calcular el Tr, podemos elegir entre dos formulas, la fórmula de Sabine y la fórmula de Eyring. Para poder elegir entre las dos fórmulas se calculará el coeficiente de absorción media α, que es la relación entre la superficie total S y la superficie de absorción equivalente A. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 37 α= - Si α > 0.2 el método utilizado será el de Eyring. Su fórmula es : Tr = - Si α < 0.2 el método utilizado será el de Sabine y la fórmula es: Tr = En nuestro caso después de estudiar y calcular el aula, utilizaríamos la formula de Sabine. CALCULO AISLAMIENTO ACÚSTICO A RUIDO AÉREO ENTRE LOCALES. CORRECCIÓN POR RUIDO DE FONDO. Este nivel debe ser al menos 6 dB menor que el nivel combinado de señal y ruido de fondo. Si son menores de 10 dB, hay que corregirlas según: L = 10 log (10 - 10 dB Donde L es el nivel de la señal corregido, L2 el nivel combinado de señal y ruido de fondo y B2 el nivel de ruido de fondo. Si la diferencia de niveles es menor o igual de 6 dB en cualquiera de las bandas de frecuencia, hay que corregir 1’3 dB, indicando que los Dn, DnT o R’ son un límite de la medición. El procedimiento de medida debe ser reproducible siguiendo el método establecido en la norma ISO 140-2. En el caso que afecta a este estudio no se ha hecho un procedimiento de calibrado, dado que se trata de un ejemplo académico que persigue fundamentalmente la utilidad de la medición para obtener parámetros acústicos de distintos elementos constructivos más que el conocimiento exhaustivo de la tecnología asociada a los aparatos de medida. De ahí se halla la diferencia de niveles D entre L1 y L2corregido, para posteriormente calcular la diferencia de niveles estandarizada Dn,T con el tiempo de reverberación P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 38 Se traslada la curva de referencia de la ISO 717-1 hasta ajustarla al valor de Dn,T a 500 Hz, y se representa para cada una de las particiones, de forma que Dn,T quede equilibrado por encima y por debajo de la referencia. Con una aplicación diseñada para el cálculo del aislamiento pueden calcularse los valores de los términos de adaptación espectral DnT,w(C;Ctr), siendo el primero el valor de la diferencia de niveles estandarizada, C el valor corregido por ruido rosa ponderado, y Ctr la corrección para ruido de tráfico ponderado. En cada una de las gráficas correspondientes al estudio de cada partición puede observarse el resultado obtenido. El área de absorción acústica equivalente se evalúa a partir del tiempo de reverberación medio mediante la fórmula de Sabine: A = Donde V es el volumen del recinto receptor y T el tiempo de reverberación del recinto receptor para cada frecuencia. Con él, dividiendo entre la superficie total de los cerramientos (paredes, suelo y techos) se calcula el coeficiente de absorción ᾱ. Se expresan los valores de diferencia de nivel estandarizada DnT, para todas las frecuencias de medida, con una cifra decimal, en tabla y en gráficas en función de la frecuencia, que pueden observarse en las denominadas como particiones A (emisor=pasillo, receptor=aula), B (emisor=terraza 1, receptor=aula) y C (emisor=terraza 2, receptor=aula). Para evaluar un índice global a partir de DnT(f) y R’(f), se emplea la norma ISO 717-1, indicando que la evaluación ha sido mediante una medición in situ. En condiciones de baja frecuencia: En bandas de baja frecuencia no pueden esperarse condiciones de campo difuso para recintos de volúmenes pequeños, ya que el requisito por el cual las dimensiones del local deberían de ser de al menos una longitud de onda no pueden cumplirse a dichas frecuencias, y acaban formándose ondas estacionarias debido al pequeño número de modos del recinto en esas bandas de frecuencia. La excitación de los modos del recinto depende, en gran medida, de las posiciones de la fuente, y puede provocar una gran dispersión de los resultados medidos, de manera que habría que aumentar el número de medidas y el número de posiciones en las que se toman. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 39 CALCULO AISLAMIENTO ACÚSTICO A RUIDO AÉREO EN FACHADA. Se dan los valores de la diferencia de niveles estandarizada DnT o del índice de reducción sonora aparente R’ a todas las frecuencias de medición, en forma de tabla y/o de curva, representando los niveles frente a las frecuencias, siguiendo la secuencia de cálculo descrita para el apartado anterior, es decir: - restarle el ruido de fondo, L2corregido=L2-B2 (suma energética). - calcular la diferencia de nivel corregida, D=L1-L2 corregido. - hallar la diferencia de nivel estandarizada, DnT=D+10·log(T/0’5). - comparar con la referencia de la norma ISO 717 (Tabla) ajustada al valor del DnT a 500 Hz. - con la formula de Sabine se halla el valor del área de absorción equivalente A2. - con la absorción se averigua el coeficiente de absorción ᾱ a partir del volumen contenedor del recinto y de la superficie total de sus paramentos delimitadores. - con la aplicación se calcula el término de adaptación espectral DnT,w(C;Ctr), con las correcciones de ruido blanco a ruido rosa y a ruido de tráfico. La representación de los resultados puede observarse en la gráfica de la denominada partición D (emisor=fachada, receptor=aula). CALCULO AISLAMIENTO ACÚSTICO A RUIDO DE IMPACTO. A partir de los niveles de impacto L en las dos posiciones, se calcula un promedio energético de ellas para hallar con él el nivel de presión de ruido de impactos estandarizado mediante L’nT=L-log(T/0’5). Este resultado se compara con la curva de referencia de la ISO 717-2 ajustada al valor de 500Hz. Con la aplicación se calculan los coeficientes de adaptación espectral L'nTw=48dB Para presentar el aislamiento a ruido de impactos entre dos salas de una edificación, debe darse el nivel de presión de ruido de impactos estandarizado L’nT para todas las frecuencias de medida, con una cifra decimal, en tabla y en gráfica. A bajas frecuencias (inferiores a 400 Hz) no se puede garantizar las condiciones de campo difuso en las que deben hacerse las mediciones, por lo que los resultados no son del todo fiables, ya que al menos una de las dimensiones del recinto debería ser de una longitud de onda y otra de al menos media longitud de onda, lo cual no se cumple a frecuencias bajas, por lo que debería aumentarse el muestreo. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 40 2.2.1 TABLAS Y CALCULOS. Para el estudio del tiempo de reverberación, hacemos las mediciones de cada una de las particiones del aula máster, dichas mediciones se muestran a continuación. 1. Estudio partición A. AulaPasillo. frecuencia 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 UNE 717-1/2 Referencia 33 36 39 42 45 48 51 52 53 54 55 56 56 56 56 56 UNE 717-1/2 PARTICIÓN A PASILLO AULA PARTICIÓN B DnT,w=32(-1;-2) DnT,w=33(0;-1) emisor: L1 promedio 80,6 80,0 84,4 84,9 85,3 87,4 89,8 89,6 91,0 91,0 89,4 84,9 86,2 88,3 87,6 84,1 emisor: Pasillo Pos 1 83,6 79,3 87,3 85,1 85,2 89,6 91,2 91,8 92,7 91,4 88,9 86,1 87,0 88,1 86,3 82,6 Terraza 1 Pos 2 78,0 80,6 82,3 87,0 83,7 86,9 88,3 90,8 91,9 92,9 89,4 85,8 86,9 91,0 90,8 87,8 Pos 3 82,0 81,1 78,7 82,1 86,9 89,2 91,9 87,7 91,3 92,0 92,0 84,9 87,7 89,0 88,3 83,6 Pos 4 80,2 81,7 87,0 84,9 86,1 86,0 89,0 86,3 90,2 90,1 89,3 85,1 85,7 88,0 86,0 83,3 Pos 5 73,7 74,5 79,8 84,0 83,7 80,9 86,0 89,2 87,1 85,7 84,3 81,2 81,4 77,3 82,9 78,0 receptor: L2 promedio 64,4 65,2 61,4 65,9 64,7 64,3 64,8 64,2 63,8 63,7 61,1 57,5 59,5 62,7 61,9 58,7 receptor: Aula Pos 1 69,5 71,0 64,0 70,7 67,9 68,3 69,3 67,0 67,1 67,3 64,7 60,6 64,1 67,0 66,2 63,2 Aula Pos 2 62,4 57,1 58,2 64,6 65,5 63,4 64,0 63,5 62,7 63,6 60,2 56,5 56,3 59,7 59,2 56,4 Pos 3 61,4 62,6 61,0 61,6 61,0 61,3 62,1 62,8 63,2 61,5 59,8 56,8 56,9 60,6 59,2 56,1 Pos 4 60,3 58,6 62,3 61,2 62,1 62,7 60,6 63,1 61,4 61,5 58,5 56,1 56,8 60,4 59,7 56,0 Pos 5 58,0 59,8 58,9 63,0 63,4 61,1 61,2 63,0 61,8 60,6 58,8 55,1 57,0 60,1 60,0 56,1 B2 promedio 40,2 39,5 39,0 37,6 39,2 35,7 34,2 33,0 30,1 29,1 31,4 31,7 27,2 26,4 23,2 18,9 Pos 1 39,2 40,3 36,4 36,5 38,3 36,6 31,6 33,1 31,0 32,2 34,3 34,2 28,6 23,3 20,9 18,2 Pos 2 40,8 36,5 35,0 35,7 37,7 31,5 30,0 28,0 28,5 27,3 33,6 34,4 28,7 23,2 21,0 13,3 Pos 3 41,1 38,2 36,9 36,8 38,5 35,2 33,1 32,1 27,3 26,4 27,1 26,5 24,9 26,0 23,4 19,3 Pos 4 39,7 40,2 40,7 39,3 40,3 38,3 38,4 35,6 32,5 30,3 30,8 30,7 27,7 31,0 27,1 22,7 Pos 5 39,7 40,8 42,0 38,6 40,4 33,9 32,2 32,9 29,1 25,1 23,8 26,0 24,4 20,2 18,0 14,9 T2T30 promedio 1,02 1,37 1,46 1,70 1,72 1,59 1,72 1,74 1,65 1,53 1,57 1,69 1,67 1,71 1,56 1,50 Pos 1 0,823 0,900 1,278 1,990 1,787 1,639 1,672 1,698 1,696 1,520 1,562 1,671 1,737 1,736 1,574 1,495 Pos 2 0,783 1,187 1,278 1,636 1,695 1,640 1,695 1,747 1,677 1,509 1,519 1,688 1,726 1,752 1,580 1,479 Pos 5 1,449 1,691 1,635 1,732 1,693 1,539 1,740 1,753 1,623 1,553 1,595 1,702 1,627 1,692 1,557 1,517 Pos 6 3,659 1,691 1,645 1,732 1,693 1,539 1,759 1,753 1,600 1,553 1,595 1,679 1,605 1,669 1,536 1,517 Corrección L2(-)B2 L2corregido 64,4 65,2 61,4 65,9 64,7 64,3 64,8 64,2 63,8 63,7 61,1 57,5 59,5 62,7 61,9 58,7 D=L1-L2corregido Diferencia 16,2 14,8 23,0 19,0 20,6 23,1 25,0 25,4 27,2 27,3 28,3 27,4 26,7 25,6 25,7 25,4 Dn,T=D+10lg(2T2)Difer TR 19,3 19,2 27,7 24,3 26,0 28,1 30,3 30,8 32,4 32,2 33,3 32,7 31,9 31,0 30,7 30,2 ref ajuste 12 15 18 21 24 27 30 31 32 33 34 35 35 35 35 35 0,162*V/T2 0,162*V/T2 Sabine A271,823 53,494 50,130 43,023 42,597 46,022 42,610 42,089 44,354 47,687 46,653 43,406 43,698 42,716 46,832 48,695 Sabine coef abs α0,1635 0,1218 0,1141 0,0979 0,097 0,1048 0,097 0,0958 0,101 0,1085 0,1062 0,0988 0,0995 0,0972 0,1066 0,1108 coef abs Volumen 451,48 m3 Superficie total m2 439,33 pA m2 pB m2 pC m2 pD m2 suelo m2 techo m2 Rw(C;Ctr) 35,71 23,5 23,5 31,81 162,4 162,4 f (Hz) 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 t rev med 1,018 1,367 1,459 1,700 1,717 1,589 1,717 1,738 1,649 1,534 1,568 1,685 1,674 1,712 1,562 1,502 ref UNE 717 33 36 39 42 45 48 51 52 53 54 55 56 56 56 56 56 T30 promedio 1,02 1,37 1,46 1,70 1,72 1,59 1,72 1,74 1,65 1,53 1,57 1,69 1,67 1,71 1,56 1,50 Pos 1 0,823 0,900 1,278 1,990 1,787 1,639 1,672 1,698 1,696 1,520 1,562 1,671 1,737 1,736 1,574 1,495 Pos 2 0,783 1,187 1,278 1,636 1,695 1,640 1,695 1,747 1,677 1,509 1,519 1,688 1,726 1,752 1,580 1,479 Pos 5 1,449 1,691 1,635 1,732 1,693 1,539 1,740 1,753 1,623 1,553 1,595 1,702 1,627 1,692 1,557 1,517 Pos 6 3,659 1,691 1,645 1,732 1,693 1,539 1,759 1,753 1,600 1,553 1,595 1,679 1,605 1,669 1,536 1,517 Fondo Promedio 40,2 39,5 39,0 37,6 39,2 35,7 34,2 33,0 30,1 29,1 31,4 31,7 27,2 26,4 23,2 18,9 B2Pos 1 39,2 40,3 36,4 36,5 38,3 36,6 31,6 33,1 31,0 32,2 34,3 34,2 28,6 23,3 20,9 18,2 dentro aula Pos 2 40,8 36,5 35,0 35,7 37,7 31,5 30,0 28,0 28,5 27,3 33,6 34,4 28,7 23,2 21,0 13,3 Pos 3 41,1 38,2 36,9 36,8 38,5 35,2 33,1 32,1 27,3 26,4 27,1 26,5 24,9 26,0 23,4 19,3 Pos 4 39,7 40,2 40,7 39,3 40,3 38,3 38,4 35,6 32,5 30,3 30,8 30,7 27,7 31,0 27,1 22,7 Pos 5 39,7 40,8 42,0 38,6 40,4 33,9 32,2 32,9 29,1 25,1 23,8 26,0 24,4 20,2 18,0 14,9 impacto P1 Pos 1 39,9 42,8 44,3 43,0 42,9 44,0 41,8 45,4 43,9 44,3 42,4 43,1 44,7 44,2 47,6 51,6 impacto P2 Pos 2 40,2 41,6 43,9 39,4 43,0 42,8 44,2 44,4 42,8 45,1 42,7 44,0 44,8 44,9 44,5 46,3 promedio 40,1 42,2 44,1 41,2 43,0 43,4 43,0 44,9 43,4 44,7 42,6 43,6 44,8 44,6 46,1 49,0 t rev receptor T 1,02 1,37 1,46 1,70 1,72 1,59 1,72 1,74 1,65 1,53 1,57 1,69 1,67 1,71 1,56 1,50 L-10lg(2T) Ln,T 37,0 37,8 39,4 35,9 37,6 38,4 37,6 39,5 38,2 39,8 37,6 38,3 39,5 39,2 41,1 44,2 corrección ruido pasillo 79,5 79,4 83,0 84,6 85,1 86,5 89,3 89,2 90,6 90,4 88,8 84,6 85,7 86,7 86,9 83,1 pasillo ruido aula 62,3 62,3 61,4 64,5 64,1 63,9 64,0 64,1 63,6 63,5 60,8 57,5 58,5 61,9 61,1 57,9 fondo 40,1 38,8 37,3 37,1 38,7 35,4 33,3 32,2 29,8 29,1 31,5 31,5 27,5 25,9 23,1 18,4 diferencia ruidos 17,2 17,1 21,6 20,1 21,0 22,6 25,3 25,1 27,0 26,9 28,0 27,1 27,2 24,8 25,8 25,1 ruido-fondo NC-65 76,7 75,0 73,7 72,3 71,0 70,0 69,0 68,0 67,3 66,7 66,0 65,3 64,7 64,0 63,7 63,3 NC-60 73,0 71,0 69,7 68,3 67,0 65,7 64,3 63,0 62,3 61,7 61,0 60,3 59,7 59,0 58,7 58,3 NC-55 69,3 67,0 65,3 63,7 62,0 60,7 59,3 58,0 57,3 56,7 56,0 55,3 54,7 54,0 53,7 53,3 NC-50 66,3 64,0 62,0 60,0 58,0 56,7 55,3 54,0 53,0 52,0 51,0 50,3 49,7 49,0 48,7 48,3 NC-45 62,3 60,0 58,0 56,0 54,0 52,3 50,7 49,0 48,0 47,0 46,0 45,3 44,7 44,0 43,7 43,3 NC-40 59,3 57,0 54,7 52,3 50,0 48,3 46,7 45,0 43,7 42,3 41,0 40,3 39,7 39,0 38,7 38,3 NC-35 54,7 52,0 49,7 47,3 45,0 43,3 41,7 40,0 38,7 37,3 36,0 35,3 34,7 34,0 33,7 33,3 NC-30 51,0 48,0 45,7 43,3 41,0 39,0 37,0 35,0 33,7 32,3 31,0 30,3 29,7 29,0 28,7 28,3 NC-25 47,3 44,0 41,7 39,3 37,0 35,0 33,0 31,0 29,7 28,3 27,0 26,0 25,0 24,0 23,3 22,7 NC-20 43,7 40,0 37,7 35,3 33,0 30,7 28,3 26,0 24,7 23,3 22,0 21,0 20,0 19,0 18,3 17,7 NC-15 39,7 36,0 33,7 31,3 29,0 26,7 24,3 22,0 20,3 18,7 17,0 16,0 15,0 14,0 13,3 12,7 f(Hz) pos1 pos2 pos5 pos6 media 100 0,823 0,783 1,449 3,659 1,018 125 0,900 1,187 1,691 1,691 1,367 160 1,278 1,278 1,635 1,645 1,459 200 1,990 1,636 1,732 1,732 1,700 250 1,787 1,695 1,693 1,693 1,717 315 1,639 1,640 1,539 1,539 1,589 400 1,672 1,695 1,740 1,759 1,717 500 1,698 1,747 1,753 1,753 1,738 630 1,696 1,677 1,623 1,600 1,649 800 1,520 1,509 1,553 1,553 1,534 1000 1,562 1,519 1,595 1,595 1,568 1250 1,671 1,688 1,702 1,679 1,685 1600 1,737 1,726 1,627 1,605 1,674 2000 1,736 1,752 1,692 1,669 1,712 2500 1,574 1,580 1,557 1,536 1,562 3150 1,495 1,479 1,517 1,517 1,502 4000 1,381 1,383 1,421 1,410 1,399 5000 1,229 1,192 1,241 1,241 1,226 CALCULO RUIDO DE IMPACTO. frecuencia 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 impacto P1 Pos 1 39,9 42,8 44,3 43,0 42,9 44,0 41,8 45,4 43,9 44,3 42,4 43,1 44,7 44,2 47,6 51,6 impacto P2 Pos 2 40,2 41,6 43,9 39,4 43,0 42,8 44,2 44,4 42,8 45,1 42,7 44,0 44,8 44,9 44,5 46,3 promedio 40,1 42,2 44,1 41,6 43,0 43,4 43,2 44,9 43,4 44,7 42,6 43,6 44,8 44,6 46,3 49,7 t rev receptor T 1,02 1,37 1,46 1,70 1,72 1,59 1,72 1,74 1,65 1,53 1,57 1,69 1,67 1,71 1,56 1,50 L10lg(T/0'5) L'n,T 37,0 37,9 39,5 36,2 37,6 38,4 37,8 39,5 38,2 39,9 37,6 38,3 39,5 39,2 41,4 44,9 ref 717/2 66,0 66,0 66,0 66,0 66,0 66,0 65,0 64,0 63,0 62,0 61,0 58,0 55,0 52,0 49,0 46,0 ref ajust 42 42 42 42 42 42 41 40 39 38 37 34 31 28 25 22 Lnw=48dB 2.3. COMENTARIOS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS. RUIDO DE FONDO. He representado los valores de nivel de presión de fondo en decibelios frente a la frecuencia tomados en distintas posiciones. Tenemos que destacar que tiene una tendencia decreciente conforme aumenta la frecuencia, y en las medidas correspondientes a las posiciones 1 y 2 en torno a las frecuencias de 1000 Hz, también observamos otro pico en la posición 4 en 2000 Hz. Estas variaciones que aparecen en las graficas, han podido ser producidas por influencias externas debido al ruido exterior del tráfico, viento, los conductos de ventilación del edificio, tránsito de personas por los pasillos y los ruidos de las aulas adyacentes en las cuales se estaban impartiendo clase. NC. Las curvas de referencia Noise Criteria NC establecen los niveles máximos de ruido que pueden estar llegando a un aula, para que las actividades de clase se desarrollen adecuadamente. Representando esas curvas y el ruido de fondo se puede establecer por comparación a qué nivel corresponde el aula, puede observarse que se trata de un NC35 al encontrarse el nivel promedio de fondo por debajo de esa curva. ESTUDIO POR PARTICIONES. Se han denominado a las particiones de la siguiente manera: Partición Local emisor Local receptor A Pasillo aula B Terraza 1 aula C Terraza 2 aula D Fachada aula Se ha representado para cada una de ellas los promedios de nivel de fondo B2, el nivel L1 en el local emisor y el nivel L2 en el local receptor (aula). Dn,T AISLAMIENTO ACÚSTICO NORMALIZADO Partiendo del promedio de niveles L2 y B2 se calcula el nivel L2 corregido de la siguiente manera: De ahí, conociendo el aislamiento puede calcularse el coeficiente de absorción despejando de la fórmula de Sabine: P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 54 , donde T2 es el tiempo de reverberación, promediado a partir de una serie de medidas tomadas en el aula. De las 6 que se tomaron, 2 tenían una elevada dispersión, por lo que se descartaron. De las 4 restantes, se observa cierta uniformidad entre ellas, excepto en dos valores correspondientes a las frecuencias de 100 Hz y 200 Hz, probablemente debidas a la frecuencia de las luminarias y sus múltiplos y a que los paneles de pladur actúan como una membrana, por lo que al promediar las medidas en esas frecuencias, se eliminó el valor más disperso. Una vez se tiene el Dn,T , se representa para cada partición junto con la referencia de la ISO 717 y la curva de referencia ajustada para el valor de 500 Hz, de modo que pueda apreciarse de forma gráfica el aislamiento entre el local emisor y el local receptor. Al calcular la absorción por Sabine se observa que a bajas frecuencias se obtienen valores muy elevados, debidos a que en ellas los paramentos de pladur absorben al tratarse de un material poroso. A frecuencias más altas, va disminuyendo la absorción. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 55 2.4. ENSAYOS REALIZADOS.INSTRUMENTACIÓN Y PROTOCOLO. - MEDICION DEL TIEMPO DE REVERBERACIÓN. Norma a seguir: La metodología aplicada para evaluar el aislamiento acústico de las diferentes particiones del aula “in situ”, se basa en la norma UNE-EN ISO 140-4. Instrumentación necesaria: El equipo utilizado para realizar las medidas de los tiempos de reverberación consistió en: - Amplificador de guitarra. - Micrófono. - Programa Dirac, emisor de impulsos sonoros. - Sonómetro modelo 2260 Investigator de Brüel&Kjaer - Fuente de ruido Tipo 4224 de Brüel&Kjaer SONOMETRO. El sonómetro pertenece al modelo 2260 Investigator, de la casa comercial Brüel&Kjaer. El Investigator 2260 es un analizador versátil de dos canales de entrada que funciona a pilas y puede llevarse en una sola mano. Comprende el hardware y su correspondiente sistema operativo. Se trata de una plataforma para el análisis acústico en tiempo real. Al igual que un ordenador personal, las distintas aplicaciones serán configuradas por un software específico. Figura.24 Sonómetro 2260 investigator de Brüel&Kjaer. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 56 FUENTE DE RUIDO La fuente pertenece al Tipo 4224, de la casa comercial Brüel&Kjaer. Es un equipo compacto que tiene incorporado tanto el altavoz como la etapa de amplificación y un generador de ruido. Está especialmente diseñada para medidas de acústica arquitectónica como la determinación de índice de reducción sonora, el tiempo de reverberación y la absorción. El nivel de potencia sonora es de: 0 a 118 dB re 1 pW cuando está conectada a la red eléctrica y de 0 a 115 dB re 1 pW funcionando con baterías internas. Figura 25. Fuente de ruido Tipo 4224 de Brüel&Kjae Figura 26.Fuente de ruido Tipo 4224 de Brüel&Kjae P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 57 UNE-EN ISO 1404:1998 Para la realización de los ensayos con el equipo de medida, se ha tomado como referencia la norma UNE-EN ISO 140 “Medición del aislamiento acústico en los edificios y de los elementos de construcción. Parte 4: Medición “in situ” del aislamiento al ruido aéreo entre locales”. En el punto 6.5 se especifica la medición del tiempo de reverberación y evaluación del área de absorción acústica equivalente. -INDICE A EVALUAR. Según el CTE-DB-HR, el índice a evaluar es la Diferencia de Niveles Estandarizada DnT,A, ponderada A, en dBA, entre el recinto emisor y el recinto receptor. DnT,A= - + 10 log (dBA) L1es el nivel de presión acústica medio en el recinto emisor. L2 es el nivel de presión acústica medio en el recinto receptor. es el tiempo de reverberación en el recinto receptor. es el tiempo de reverberación de referencia, para viviendas, 0.5s. -SELECCIÓN DE POSICIONES DE MICROFONO. Niveles de Emisión y Recepción. Para evaluar los niveles de presión sonora, tanto en emisión, L1, como en recepción, L2, se realizarán, 10 medidas (5 para cada posición de altavoz). Las posiciones de micrófono se distribuirán de forma uniforme, tanto en el recinto emisor como en el receptor, manteniendo las siguientes distancias mínimas: - 0.7m entre posiciones de micrófono. - 0,5m entre cualquier posición de micrófono y los bordes del recinto. - 1m entre cualquier posición de micrófono y la fuente sonora. Ruido de Fondo. Para evaluar el ruido de fondo en el recinto receptor, será suficiente con 5 medidas. Se puede situar el micrófono en las mismas posiciones empleadas para registrar el nivel de presión sonora, L2. Tiempo de Reverberación. El tiempo de reverberación se analiza en el recinto receptor según las indicaciones de la Norma ISO 354. Se tomarán, como mínimo, seis medidas utilizando dos posiciones de altavoz y tomando 3 registros para cada una de ellas. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 64 Fotos medición ruido de impacto. Figura 35.Foto medición ruido de impacto. Figura 36.Foto medición ruido de impacto. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 65 CAPITULO 3. ESTUDIO Y CUMPLIMIENTO DEL C.T.E-DB-HR. P.F.G “ESTUDIO DE LA CALIDAD ACUSTICA DEL AULA MASTER” 66 Para el estudio y verificar el cumplimiento del CTE-DB-HR , hemos utilizado una aplicación preparada por el Ministerio de Fomento y del catálogo de soluciones constructivas vinculado a él. En dicha aplicación, se rellenan una serie de fichas identificando los materiales y soluciones más parecidas a la realidad objeto de estudio, incluyendo medidas y aquellos parámetros que permitan completar el análisis general de transmisión acústica del aula objeto de estudio, de forma que pueda determinarse el cumplimiento de la normativa. OBSERVACIONES DE LOS RESULTADOS. Después de haber rellenado las fichas, llegamos a la conclusión que las particiones correspondientes a ruido aéreo en fachada y terrazas si se cumple, pero la partición correspondiente al pasillo no cumple. A continuación adjuntamos las fichas. Documento Básico HR Protección frente al ruido Ficha justificativa del cálculo de aislamiento a ruido aéreo en fachadas. Características técnicas de la fachada y edificio Características técnicas del recinto receptor m 3 Huecos en el separador 60 Proyecto Autor Fecha Referencia Sección Separador Ventanas, puertas y lucernarios S i (m 2 ) L d (dBA) Tipo de Ruido Exterior Automóviles R A,tr (dBA) R A (dBA) 37,5022 56 8 - 7 LM 300 mm 750 67 Parámetros Acústicos Tipo de Recinto Pared f4 161 42 -7,9508 2,78 Pared f3 161 42 -7,9508 2,78 162,33 9,93Techo f2 162,33 9,93Suelo f1 -37,5022 - 157 56 51 0 -3 0 - - 0 -8 - 34 0 9,93 157 51 56 - 2,78 750 67 - 2,78 157 51 Sección Separador 7,9508 Volumen - - 56 Cultural, sanitario, docente y administrativo Aulas S (m 2 ) R A,tr (dBA) Hueco 1 Hueco 2 8,43 157 Sección Flanco F4 S i (m 2 ) l i (m) m' i (kg/m 2 ) R A (dBA) R A,tr (dBA) ǻR A (dBA) ǻR (dB) 0 R A (dBA) 2 3 30 0 0 0 0 Hueco 3 Hueco 4 400 0Forma de fachada Plano de Fachada ǻL fs (dB) Sección Separador RE + LP 115 + CV + T + AT + YL 15 (valores mínimos) - - Sección Flanco F1 Sección Flanco F3 RE + LP 115 + CV + T + AT + YL 15 (valores mínimos) RE + LP 115 + CV + T + AT + YL 15 (valores mínimos) RE + LP 115 + CV + T + AT + YL 15 (valores mínimos) - Pared f4 RE + AT + LP 115 + Enl 15 (valores mínimos) Sección Flanco F2 51 - 9,93 157 51 Sección Flanco F4 Techo f2 Pared f3 RE + AT + LP 115 + Enl 15 (valores mínimos) 56 - - Suelo f1 LM 300 mm Sección Flanco F3 27,6 56 Sección Flanco F1 Sección Flanco F2 Sección Separador RE + LP 115 + CV + T + AT + YL 15 (valores mínimos) 25,02 - - Soluciones Constructivas Soluciones Constructivas Parámetros Acústicos RE + LP 115 + CV + T + AT + YL 15 (valores mínimos) 7,9508 400 l i (m) m' i (kg/m 2 ) 157 51 Documento Básico HR Protección frente al ruido Ficha justificativa del cálculo de aislamiento a ruido aéreo en fachadas. Vías de transmisión aérea directa o indirecta Tipos de uniones e índices de reducción vibracional Transmisión de ruido del exterior fachada - pared Unión rígida en T de elementos homogéneos (orientación 3) Unión rígida en + de elementos homogéneos Tipo de uniónEncuentro fachada - suelo fachada - techo Unión rígida en T de elementos homogéneos (orientación 3) Vías de transmisión aérea - D n,e1,A (dBA) D n,s,A (dBA) transmisión directa I transmisión indirecta 20 8,70 Aislamiento acústico a ruido aéreo D 2m,nT,Atr (dBA) 31 Unión rígida en + de elementos homogéneos 30 CUMPLE 8,33 8,70 8,70 8,33 8,33 Cálculo Requisito K Df 8,89 8,33 K Fd 17,91 17,91 8,89 K Ff 8,70 fachada - pared transmisión directa II D n,e2,A (dBA) - Documento Básico HR Protección frente al ruido Cálculo de Aislamiento Acústico a ruido aéreo en fachadas Datos de Entrada Sección de Fachada Directa 37,5022 REF m' i (kg/m 2 ) R Atr R A REF Į w h lm ǻL fs REF ǻR d,A F.5.2.a 157,0 51,0 56,0 FF 1 0 2,78 0R.0.0 0 REF S (m 2 ) R Atr R A ǻRS 0 (m 2 ) D n,si,Atr (dBA) 20 ( aireadores con tratamiento acústico... ) 00 ( aireadores sin tratamiento acústico ) 0 ( techos suspendidos, conductos, pasillos… ) D 2m,nT,Atr 31 30 Secciones de Fachada de Flanco REF m' f (kg/m 2 ) R f,Atr S i (m 2 ) l f (m 2 ) F.5.2.a 157,0 51,0 25,02 9,93 F.5.2.a 157,0 51,0 27,6 9,93 F.5.2.a 157,0 51,0 7,9508 2,78 F.5.2.a 157,0 51,0 7,9508 2,78 Recinto Receptor Requisito CTE Plano de Fachada Transmision Aérea Directa II D n,e2,Atr Transmision Aérea Indirecta D n,s,Atr Forma de la fachada Revestimiento Interior CUMPLE Sin Revestimiento Transmision Aérea Directa I D n,e1,Atr RE + LP 115 + CV + T + AT + YL 15 (valores mínimos) RE + LP 115 + CV + T + AT + YL 15 (valores mínimos) V.00 3 Elemento F3 (Fachada) Elemento F4 (Fachada) Elemento F1 (Fachada) Elemento F2 (Fachada) Elemento constructivo base RE + LP 115 + CV + T + AT + YL 15 (valores mínimos) 30 RE + LP 115 + CV + T + AT + YL 15 (valores mínimos) 0Sin Ventana 0 0 0 0 0 0 Elemento constructivo base RE + LP 115 + CV + T + AT + YL 15 (valores mínimos) Superficie S s (m 2 ) V.30 8,43 Ventanas/Capialzados Ventana sencilla OSC/NP6–(6...16)–8 V.00 2 Sin Ventana 0 -334 60 Automóviles L d (dBA) Tipo de Ruido V.00 4 Sin Ventana 0 400 REF m' f (kg/m 2 ) R f,A S i (m 2 )l f (m 2 )REF ǻRf ,A Fo.LM.3 750,0 67,0 162,33 9,9 S1.d.1 7 Fo.LM.3 750,0 67,0 162,33 9,9 T.3.a 0 F.4.1.a 161,0 42,0 7,9508 2,8 TR.1.i 8 F.4.1.a 161,0 42,0 7,9508 2,8 TR.1.i 8 Uniones de los Elementos Constructivos REF K Ff K Fd K Df T 0.3 8,3 17,9 8,3 Vista en sección T 0.3 8,3 17,9 8,3 Vista en sección C 0.1 8,7 8,9 8,7 Vista en planta C 0.1 8,7 8,9 8,7 Vista en planta 30 FALSO 30 FALSO 6 FALSO 6 FALSO FALSO Revestimiento AC + M 50 + AR PE-E 3 Volumen V r (m 3 ) Elemento constructivo base YL 15 + C [ 48] LM 300 mm LM 300 mm Cultural, sanitario, docente y administrativo Aulas Elemento f3 (Pared) Elemento f1 (Suelo) Elemento f2 (Techo) Tipo de Recinto YL 15 + MW 48 + SP (300<m350kg/m2) YL 15 + MW 48 + SP (300<m350kg/m2) RE + AT + LP 115 + Enl 15 (valores mínimos) RE + AT + LP 115 + Enl 15 (valores mínimos) Unión rígida en + de elementos homogéneos Unión rígida en + de elementos homogéneos Elemento f4 (Pared) Tipo de unión Arista 3 (Unión Fachada-Pared) Arista 4 (Unión Fachada-Pared) Arista 1 (Unión Fachada-Suelo) Arista 2 (Unión Fachada-Techo) Unión rígida en T de elementos homogéneos (orientación 3) Unión rígida en T de elementos homogéneos (orientación 3) Documento Básico HR Protección frente al ruido Ficha justificativa del cálculo de aislamiento a ruido aéreo en fachadas. Características técnicas de la fachada y edificio Características técnicas del recinto receptor m 3 Huecos en el separador Soluciones Constructivas Soluciones Constructivas Parámetros Acústicos UVA 8-(12…20)-6 31,9422 400 l i (m) m' i (kg/m 2 ) 35 29 Sección Flanco F1 Sección Flanco F2 Sección Separador UVA 8-(12…20)-6 31,9422 - - Pared f3 RE + CV + AT + LP 115 + Enl 15 (valores mínimos) 33 - - Suelo f1 LM 300 mm Sección Flanco F3 31,9422 33 Pared f4 RE + CV + AT + LP 115 + Enl 15 (valores mínimos) Sección Flanco F2 29 - 11,49 35 29 Sección Flanco F4 Techo f2 Sección Separador UVA 8-(12…20)-6 - - Sección Flanco F1 Sección Flanco F3 UVA 8-(12…20)-6 UVA 8-(12…20)-6 UVA 8-(12…20)-6 - 0Forma de fachada Plano de Fachada ǻL fs (dB) 0 0 Hueco 3 Hueco 4 400 0 R A (dBA) 2 3 30 0 0 Sección Flanco F4 S i (m 2 ) l i (m) m' i (kg/m 2 ) R A (dBA) R A,tr (dBA) ǻR A (dBA) ǻR (dB) 33 Cultural, sanitario, docente y administrativo Aulas S (m 2 ) R A,tr (dBA) Hueco 1 Hueco 2 31,9422 35 - -2,78 35 29 Sección Separador 31,9422 Volumen 11,49 35 29 33 - 2,78 750 67 - -3 0 - - 0 -8 - 34 0 -31,9422 - 35 33 29 0 162,33 11,49Techo f2 162,33 11,49Suelo f1 Pared f3 156 42 -41,7 2,78 Pared f4 156 42 -41,7 2,78 33 8 - 7 LM 300 mm 750 67 Parámetros Acústicos Tipo de Recinto Sección Separador Ventanas, puertas y lucernarios S i (m 2 ) L d (dBA) Tipo de Ruido Exterior Automóviles R A,tr (dBA) R A (dBA) 31,9422 60 Proyecto Autor Fecha Referencia Documento Básico HR Protección frente al ruido Ficha justificativa del cálculo de aislamiento a ruido aéreo en fachadas. Vías de transmisión aérea directa o indirecta Tipos de uniones e índices de reducción vibracional Transmisión de ruido del exterior transmisión directa II D n,e2,A (dBA) - fachada - pared K Df 11,49 15,80 K Fd 34,56 34,56 11,49 K Ff 16,49 Cálculo Requisito 30 CUMPLE 15,80 16,49 16,49 15,80 15,80 Aislamiento acústico a ruido aéreo D 2m,nT,Atr (dBA) 36 Unión de elementos homogéneos y fachadas ligeras (orientación 2) 16,49 Vías de transmisión aérea - D n,e1,A (dBA) D n,s,A (dBA) transmisión directa I transmisión indirecta 40 fachada - pared Unión rígida en T de elementos homogéneos (orientación 3) Unión de elementos homogéneos y fachadas ligeras (orientación 2) Tipo de uniónEncuentro fachada - suelo fachada - techo Unión rígida en T de elementos homogéneos (orientación 3) Documento Básico HR Protección frente al ruido Cálculo de Aislamiento Acústico a ruido aéreo en fachadas Datos de Entrada Sección de Fachada Directa 31,9422 REF m' i (kg/m 2 ) R Atr R A REF Į w h lm ǻL fs REF ǻR d,A F.16.1.d 35,0 29,0 33,0 FF 1 0 2,78 0R.0.0 0 REF S (m 2 ) R Atr R A ǻRS 0 (m 2 ) D n,si,Atr (dBA) 40 ( aireadores con tratamiento acústico... ) 00 ( aireadores sin tratamiento acústico ) 0 ( techos suspendidos, conductos, pasillos… ) D 2m,nT,Atr 36 30 Secciones de Fachada de Flanco REF m' f (kg/m 2 ) R f,Atr S i (m 2 ) l f (m 2 ) F.16.1.d 35,0 29,0 31,9422 11,49 F.16.1.d 35,0 29,0 31,9422 11,49 F.16.1.d 35,0 29,0 31,9422 2,78 F.16.1.d 35,0 29,0 31,9422 2,78 Recinto Receptor 400 REF m' f (kg/m 2 ) R f,A S i (m 2 )l f (m 2 )REF ǻRf ,A Fo.LM.3 750,0 67,0 162,33 11,5 S1.d.1 7 V.00 4 Sin Ventana 0 -334 60 Automóviles L d (dBA) Tipo de Ruido V.00 2 Sin Ventana 0 Elemento f1 (Suelo) Tipo de Recinto Elemento constructivo base UVA 8-(12…20)-6 Superficie S s (m 2 ) V.30 31,9422 Ventanas/Capialzados Ventana sencilla OSC/NP6–(6...16)–8 30 UVA 8-(12…20)-6 0Sin Ventana 0 0 0 0 0 0 LM 300 mm Cultural, sanitario, docente y administrativo Aulas UVA 8-(12…20)-6 V.00 3 Elemento F3 (Fachada) Elemento F4 (Fachada) Elemento F1 (Fachada) Elemento F2 (Fachada) Elemento constructivo base UVA 8-(12…20)-6 Forma de la fachada Revestimiento AC + M 50 + AR PE-E 3 Revestimiento Interior CUMPLE Sin Revestimiento Volumen V r (m 3 ) Transmision Aérea Directa I D n,e1,Atr UVA 8-(12…20)-6 Elemento constructivo base Requisito CTE Plano de Fachada Transmision Aérea Directa II D n,e2,Atr Transmision Aérea Indirecta D n,s,Atr