Congresso de Inovação, Ciência e Tecnologia do IFSP - 2016

ANÁLISE DAS CARACTERÍSTICAS ARQUITETÔNICAS PARA A ACÚSTICA DE SALAS

DE CONCERTO

GIOVANNA R. CARDOSO1, JULIANA B. SAFT

2

1 Graduanda em Arquitetura e Urbanismo, Bolsista PIBIFSP, IFSP, Câmpus São Paulo, giovannarcardoso@gmail.com. 2 Mestre em Arquitetura e Urbanismo, Professora do IFSP, Câmpus São Paulo, jsaft@ifsp.edu.br

Área de conhecimento (Tabela CNPq): Adequação Ambiental – 6.04.03.01-2

Apresentado no

7° Congresso de Iniciação Científica e Tecnológica do IFSP

29 de novembro a 02 de dezembro de 2016 - Matão-SP, Brasil

RESUMO: Salas de concerto são ambientes arquitetônicos especiais devido às suas necessidades

acústicas específicas. Em uma sala de concerto, o som precisa se propagar uniformemente por todo o

ambiente, preservando os atributos sonoros originais e permitindo, assim, que todos os ouvintes

desfrutem da mesma experiência musical. Para tanto, as decisões projetuais têm grande peso na

qualidade acústica final. Este estudo se propõe a investigar a acústica arquitetônica e, assim,

compreender seus principais conceitos e a intrincada relação entre soluções de projeto e seus efeitos

para a qualidade do ambiente construído, auxiliando o arquiteto com parâmetros objetivos para o

desenvolvimento de projetos de salas para concertos.

PALAVRAS-CHAVE: acústica arquitetônica, acústica de salas, salas de concerto, projeto acústico.

ANALYSIS OF THE ARCHITECTURAL FEATURES FOR THE ACOUSTICS OF

CONCERT HALLS

ABSTRACT: Concert halls are special architectonic rooms due to its specific acoustic needs. In a

concert hall, the sound must propagate uniformly through the room, preserving the original sound

attributes and allowing, therefore, that all the listeners enjoy the same musical experience. Therefore,

the project’s decisions have a great significance on the final acoustic quality. This study intends to

investigate the architectural acoustics and understand it’s main concepts and the intricate relation

between projects’ solutions and its effects for the quality of the built ambience, assisting the architect

with objective parameters for the development of concert halls projects.

KEYWORDS: Architectural Acoustics, Room Acoustics, Concert Halls, Acoustic Project.

INTRODUÇÃO A acústica relacionada à arquitetura sempre foi um aspecto importante para o conforto dos

ambientes construídos. Desde o começo do século XX, com as descobertas de Sabine, houve muitos

avanços técnicos na área que permitiram o surgimento de livros sobre princípios acústicos, controle de

ruído e análises de comportamentos de ondas em determinados ambientes (LONG, 2006).

Segundo Valadares (2002), o desempenho dos ambientes quanto a determinadas questões é o

que define se ele é confortável ou não para as necessidades humanas. O conforto acústico, por

exemplo, costuma estar ligado à facilidade de comunicação ou compreensão do que é dito. No caso

das salas de concerto, o conforto acústico está relacionado à inteligibilidade da música, que é

alcançada preservando os atributos sonoros originais e promovendo a reverberação.

A importância do projeto arquitetônico reside em elaborar um espaço que atenda a suas

necessidades específicas, colabore com a qualidade do espetáculo e favoreça a execução da produção

musical. Para isso, é necessário que o projetista interaja com outros campos de estudo como o da

música e o da acústica para dotar a sala de atributos que influenciem a produção, transmissão e

percepção da música (VALADARES, 2002)

No caso de projetos específicos como salas de espetáculo, o cuidado com a acústica deve ser

grande, para que a música possa ser apreciada da melhor maneira possível. É importante, portanto, que

o arquiteto tenha conhecimento do comportamento das ondas sonoras em diferentes ambientes,

conheça possíveis soluções de projeto para problemas acústicos e seus efeitos para a qualidade do

ambiente construído. Assim, este projeto busca estudar estes aspectos, auxiliando o arquiteto com

parâmetros objetivos para o desenvolvimento de projetos de salas para concertos.

MATERIAL E MÉTODOS

Para a realização deste trabalho, propôs-se o seguinte método:

• inicialmente, realizar um levantamento bibliográfico sobre acústica arquitetônica e de salas

de concerto;

• a partir desse levantamento, revisar os princípios básicos de acústica arquitetônica, com o

objetivo de embasar a pesquisa, compreendendo melhor os termos e conceitos relativos ao tema;

• em seguida, estudar a relação entre os fundamentos teóricos e os princípios físicos da

acústica de salas, divididos em aspectos objetivos da acústica de salas, ou seja, aspectos de projeto

(dimensões, geometria, quantidade de pessoas, etc) que influenciam o comportamento das ondas

sonoras e aspectos subjetivos, aqueles relacionados às sensações que a sala promove;

• por fim, tendo como base tudo o que foi pesquisado e a revisão bibliográfica, estudar as

soluções arquitetônicas adotadas pelas principais salas de concerto no Brasil e no mundo,

identificando diferenças de tratamento acústico ao longo da história e tecnologias que surgiram.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Com base nas definições de Ginn (1978) e Costa (2003), pode-se concluir que o som é a

sensação percebida pelo ouvido humano como resultado de vibrações. A onda sonora propriamente

dita é um tipo de onda elástica, já que se propaga em meios que possuem propriedades de massa e

elasticidade, como o ar e a água.

A natureza da propagação dessa onda pode ser estudada abordando alguns conceitos como: a

frequência (f), que é o número de vibrações completas (todos os valores positivos e negativos

possíveis, crescentes e decrescentes, iniciando e terminando em zero) que a onda sonora executa em

um segundo; o período (T), inverso da frequência, que é o tempo levado pela onda para completar uma

oscilação completa; a velocidade de propagação do som (c), que é a distância percorrida por uma onda

sonora em um determinado tempo, podendo variar de acordo com a elasticidade e massa do meio; a

amplitude (A), medida escalar positiva e negativa que corresponde à magnitude da oscilação em um

ciclo de onda; o comprimento de uma onda sonora (λ), que é determinado pela relação entre

frequência e velocidade de propagação; e a intensidade sonora (I), que é o que descreve a transferência

de energia de uma onda.

FIGURA 1. Elementos de uma onda sonora. Fonte: http://www.explicatorium.com/images/cfq-8/onda-

caracteristicas.jpg

A onda sonora se propaga pela vibração elástica dos meios líquidos, sólidos e gasosos,

portanto não se propaga no vácuo. Existem alguns fenômenos relacionados à sua propagação. Entre

eles, é possível destacar a absorção, a reflexão, a refração, a interferência, a reverberação, a

ressonância, o eco, a distorção, a difração, o batimento, a interferência e a impedância.

A reflexão e a refração ocorrem quando uma onda sonora encontra um obstáculo: uma parte

da energia se reflete e outra é absorvida ao penetrar o segundo meio. Em ambientes fechados, as

paredes entram em ressonância já que o que não é refletido é absorvido. A ressonância ocorre quando

dois corpos em estado de vibração tem a mesma frequência.

Desse som absorvido, uma parte é dissipada e transforma-se em calor e outra parte é

transmitida. Essa parte está diretamente relacionada ao coeficiente de absorção, que varia para cada

material, sendo que materiais porosos possuem maior coeficiente de absorção.

A reverberação consiste na persistência do som após ele parar de ser emitido e pode ser

explicada, pois o som se propaga em todas as direções e acaba por chegar no ouvinte em alturas

diferentes, dando a sensação de prolongamento. Este fenômeno é um parâmetro levado em conta

quando analisa-se a qualidade acústica de um ambiente tendo em vista que o excesso de reflexões nas

paredes causa confusão e prejudica o entendimento e a falta de reflexões abafa o ambiente, fazendo

com que o som desapareça rapidamente. O eco é um tipo de reverberação que ocorre especificamente

quando a distância entre a origem do som e onde ele se reflete maior ou igual a 17 metros.

W.C Sabine foi um dos pesquisadores mais influentes na área de acústica. Ele conseguiu

relacionar o volume de uma sala, a quantidade de material absorvedor e o tempo de reverberação em

uma formula que leva seu nome:

𝑇𝑅 =0,161 𝑉

𝐴 (1)

em que,

TR - tempo de reverberação, s;

V - volume do auditório, m³;

A = a absorção total do auditório, m² sabines.

O fenômeno da distorção ocorre quando se modifica a forma de uma onda sonora pela

alteração de sua amplitude, o que pode afetar a inteligibilidade dos sons e beleza de sons musicais. Já

a interferência é um fenômento que ocorre quando duas ondas sonoras se encontram. O

batimento, para Costa (2003) é um tipo de interferência específica, resultante do encontro de dois

sons cujas frequências pouco diferem. A impedância, por sua vez, pode ser descrita como a

resistência à passagem de som. Quanto à audição e percepção humana do som, descobriu-se que os limites de audibilidade

humana dependem da forma e composição da onda sonora. O ouvido humano consegue distinguir a

frequência, a intensidade e o timbre de um som. Apenas frequências entre 16 e 30.000 Hz são audíveis

pelo órgão auditivo humano e os sons musicais estão na faixa de 30 e 5.000 Hz. Sons com intensidade

muito baixa não são ouvidos e sons muito intensos causam a sensação de dor.

É possível analisar o que um ouvido normal médio em condições comuns consegue ou não

ouvir fazendo um audiograma: gráfico que cruza as informações de frequência (Hz) e intensidade

energética (W/cm² ou dB), obtendo a linha de audibilidade e a linha de dor.

FIGURA 2. Audibilidade média do ouvido humano. Fonte:

http://www.fisicapaidegua.com/questoes/imagens/q33_ufrn_2009.jpg

CONCLUSÕES Em um primeiro momento, realizou-se um levantamento bibliográfico sobre acústica técnica,

acústica arquitetônica e salas de concerto. A partir deste levantamento, foi feita uma revisão dos

princípios básicos de acústica técnica, o que ajudou a embasar a pesquisa, compreender e dominar

termos e conceitos relativos ao tema. Assim, pode-se concluir que esta primeira fase da pesquisa

possibilitou entender melhor como se comportam as ondas sonoras de acordo com as condições do

ambiente. Este conhecimento é fundamental para o desenvolvimento das fases seguintes da pesquisa.

Como descrito anteriormente nos “Materiais e métodos”, ainda serão abordadas nesta pesquisa a

acústica arquitetônica e as salas de concerto, estudando a relação entre os fundamentos teóricos e os

princípios físicos da acústica de salas. Em seguida, serão identificados os aspectos objetivos do projeto

e os aspectos subjetivos. Por fim serão estudadas as soluções arquitetônicas adotadas pelas principais

salas de concerto no Brasil e no mundo, identificando diferenças de tratamento acústico ao longo da

história e as tecnologias desenvolvidas.

AGRADECIMENTOS Agradeço à orientadora Juliana Saft pelo apoio e conhecimentos passados no desenvolvimento

desta pesquisa e em aula.

REFERÊNCIAS BERANEK, L. L. Concert Halls and Opera Houses: music, acoustics, and architecture. 2. ed.

Cambridge, MA: Bolt, Beranek & Newman, 2004.

FIGUEIREDO, F.L.. Parâmetros acústicos subjetivos: Critérios para Avaliação da Qualidade

Acústica de Salas de Música. 2005. 120 f. Dissertação (Mestrado em Musicologia) – Escola de

Comunicação e Artes da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2005

KAHLE, E.. Room acoustical quality of concert halls: perceptual factors

and acoustic criteria – return from experience. In: International Symposium on Room

Acoustics. Toronto, 2013.

LONG, M.. Architectural Acoustics. 2 ed. Whaltam, MA: Elsevier Inc.

SABINE, W.C.. Collected Papers on Acoustics. Harvard Univ. Press. Reprinted by Peninsula

Publishing, Acous. Soc. Am., 1993, 1922.

TAKAHASHI, V. F. M. ; BERTOLI . Relação entre atributos acústicos e característsicas

arquitetônicas de salas de concerto aplicando o método da síntese da forma. Ambiente Construído

(Online), v. 12, p. 193-205, 2012.

VALADARES, V.M.. Acústica de salas de concerto. In: SEMEA – Seminário de Engenharia

de Áudio. Belo Horizonte, 2002.