Janela acústica – Como funciona e será que vale a pena?

Janelas são componentes importantes em qualquer edificação, ao proporcionarem a iluminação e a ventilação, além do permitir a visualização do exterior/exterior. Por vezes negligenciados, os ruídos externos podem ser transmitidos para o ambiente interno a partir dos elementos da fachada (parede e janelas). Os sons de alta frequência, com menores comprimentos de onda, podem ser facilmente transmitidos pelas frestas, orifícios e aberturas das esquadrias. Já os sons de baixa frequência, com maiores comprimentos de onda, apresentam o fenômeno da difração em sua propagação e tendem a contornar obstáculos e incidir em fechamentos externos, resultando na transmissão para o interior dos edifícios através de vibrações (HASSAN, 2009). Tudo depende da espessura dos materiais, sua densidade e outras características construtivas. Portanto, neste artigo queremos trazer alguns requisitos técnicos e explorar os benefícios de se ter uma janela acústica em seu ambiente de trabalho ou residência.

Componentes de uma janela acústica

As janelas podem ser consideradas acústicas quando possuem um valor de isolamento acústico acima de 30dB. Esse valor único é ponderado e representa a performance da janela acústica em laboratório, de forma que depende da frequência do som que incide na fachada. A partir desse valor, dizemos que a janela pode ser considerada como uma janela acústica. Geralmente, as janelas antirruido são compostas de vidros duplos separados por uma câmara de ar ou camada de película de polivinil butiral (PVB). Esse sistema com elementos de alta densidade combinados com sistemas de baixa densidade mas que apresentam certa rigidez caracterizam um sistema massa-mola-massa. Essa combinação se bem projetada acaba dificultando a transmissão do ruído entre ambientes, seja interno/interno ou interno/externo. Sistemas massa-mola-massa são em geral mais eficientes em termos de isolamento termo-acústico que sistemas sólidos de mesma espessura. Os sistemas insulados com painéis de vidro duplo ou triplo com amortecimento proporcionado por câmara de ar é um dos segredos para uma esquadria acústica eficiente.

Os vidros utilizados em janelas acústicas são monolíticos, temperados, laminados ou resinados, podendo apresentar diferentes espessuras, tamanhos e espaçamentos. Cada vidro tem uma característica específica para a mesma densidade, influenciando, por sua vez as propriedades acústicas do sistema. O amortecimento interno é um desses elementos chave, que em parte é determinado pelo PVB. A quantidade e espessura dos vidros varia a performance acústica de acordo com a robustez do sistema.

No caso das janelas acústicas com vidros duplos ou insulados, a câmara de ar que separa os painéis de vidro serve como um sistema intermediário que desacopla a impedância. O som incidente neste sistema é transmitido através do primeiro painel e atenuado até a câmara de ar, resultando na redução da transmissão sonora para a segunda superfície de vidro. Neste tipo de sistema, a câmara interna de ar ou gás desidratado é devidamente tratada e selada para evitar a umidade e condensação entre os meios. O vácuo entre vidros garante um ótimo isolamento acústico, que acaba sendo determinado pelo isolamento sonoro do perfil. Existem sistemas de janelas que utilizam maiores quantidades de painéis de vidro, como as janelas de vidro triplo ou vidro aeroporto. Mas nem sempre um sistema com vidro tripo ou quadruplo terá um desempenho maior que um sistema duplo, visto a limitação do caixilho.

Fonte: https://polishinterior.com/product/acw-acoustic-window/

No caso da janela acústica com vidros laminados, estas são compostas por duas ou mais lâminas de vidro fortemente interligadas, sob calor e pressão, por uma ou mais camadas de polivinil butiral (PVB) – película plástica e elástica aplicada entre as chapas de vidro -, ou resina. Quando comparadas com as janelas de vidro comum, tanto o vidro duplo quanto o laminado apresentam desempenho acústico superior, por proporcionarem um acoplamento elástico entre os painéis de vidro.

Fonte: http://ravensbyglass.co.uk/architectural/acoustic/

Tudo parece simples agora: se você precisa especificar uma janela acústica para o seu projeto, basta indicar um sistema de vitragem dupla ou laminado. Ok, não é assim tão trivial. Cada projeto depende de uma avaliação única, afim de melhor adaptar as demandas do cliente aos produtos disponíveis no mercado. Muitas vezes é possível evitar os custos com soluções superdimensionadas e propor alternativas otimizadas que componham uma fachada com o desempenho sonoro necessário. Para isso, tenha em vista que o isolamento sonoro de uma fachada é uma composição ponderada do desempenho acústico da janela antiruido e do elemento de fechamento (bloco cerâmico, placa cimentícia, etc).

Qual é a janela adequada para o seu projeto?

A fabricação de janelas pode atender a diferentes critérios, tamanhos, formatos e características, desde que atenda a norma ABNT NBR 10821 (Esquadrias para edificações). Essa norma define critérios e requisitos de vedação de ar, água e cargas de vento, além das metodologias de ensaios mecânicos necessários para sua certificação.

A determinação da janela adequada para o empreendimento parte de um processo criterioso que se inicia na avaliação das características do local onde o produto será instalado. Esta avaliação é realizada a partir de medições in-loco (nas redondezas do empreendimento). O mapeamento sonoro é necessário para classificação do ruído nas fachadas do projeto/empreendimento.

Você pode se inteirar sobre os mapas sonoros e a classes de ruído nas fachadas conferindo o artigo “Mapas de ruído: casos brasileiros de sucesso” publicado no blog Portal Acústica dia 11 nov 2018,

e o artigo “O que é Ruído de Fachada e Classe de Ruído” publicado no blog Portal Acústica dia 17 de outubro de 2018.

Fonte: http://aphoprealke.ml/install/4957soundplan-noise-mapping-software.html

As medições e mapeamento sonoro permitem o conhecimento da intensidade sonora incidente nas fachadas da edificação, importante para saber o grau de isolamento que a janela precisa ter. Mas, além disso, a caracterização sonora do entorno permite a avaliação do espectro de frequências predominantes na região em questão. O espectro de frequências varia em função das atividades desempenhadas no entorno, como rodovias, aeroportos, casas noturnas, bares, etc. Esse é um aspecto chave na definição da janela acústica, devido às características da janela em relação ao tipo de ruído que se deseja atenuar. Entenda o porquê:

Requisitos técnicos das janelas antirruido

O isolamento acústico de janelas antiruido é medido pelo Índice de Redução Sonora ponderado (Rw), o mesmo parâmetro utilizado para definição das propriedades de redução dos ruídos aéreos de componentes isolados, como paredes e lajes. O Rw é um valor único, fornecido pelos fabricantes de janelas e outros sistemas de vedação, apresentando uma correção que depende do conteúdo de frequências do som incidente, chamados de “C” e “Ctr”. O índice Rw é obtido através do método de ponderação descrito pela norma ISO 717-1, aplicado aos índices de redução sonora R de cada banda de frequência do componente ensaiado. Cada banda de frequência apresenta um valor de Índice de Redução Sonora (R). Isto significa que qualquer sistema de vedação, como as janelas acústicas, apresentará um comportamento diferente para cada frequência.

Você pode encontrar mais detalhes sobre esse critério no artigo “Sobre o desempenho acústico de paredes…” publicado no blog Portal Acústica dia 11 de fevereiro de 2019.

O vidro duplo apresenta maiores flutuações nos valores de R por frequência devido às ressonâncias da cavidade, principalmente em altas frequências. A curva de isolamento dos painéis duplos é influenciada pela frequência de ressonância (fo) do sistema e da frequência crítica (fc) para cada elemento da vitragem, típicas de sistemas massa-mola-massa. Janelas com vidros duplos insulados ou laminados apresentam valores de índice de redução sonora (Rw) similares, mas se analisarmos o índice de redução sonora (R) por bandas de frequência, notamos um comportamento mais previsível para o vidro laminado. A camada de polivinil butiral (PVB) nos vidros laminados permite o aumento do isolamento acústico na frequência crítica, ou seja, neste tipo de vidro não temos perdas de isolamento advindas das ressonâncias do vidro em acoplamento com as cavidades. A frequência crítica de cada material fica evidentemente suprimida nos casos de composição dupla assimétrica, ou seja, utilizando-se dois vidros de diferentes tipos ou espessuras.

Nas composições de vitragem dupla, o afastamento das camadas de ar exerce influência no grau de isolamento acústico do sistema, mas há um limite prático para ganho de isolamento e tamanho do sistema. Para espaçamentos pequenos, ocorre o fenômeno combinado da ressonância da cavidade com a dos vidros, com uma queda de isolamento nesta uma faixa de frequências características. Muitas vezes, quando comparados com janelas de vidro duplo, sistemas de vidro monolítico (simples), de massa equivalente à soma dos dois elementos, garantem um melhor desempenho nas baixas e médias frequências. Para maiores espaçamentos entre os vidros, a frequência de ressonância tende a se posicionar em frequências inferiores a 100 Hz, que são pouco audíveis ao ouvido humano. Pode-se dizer, então, com relação aos sistemas de vitragem dupla, que os resultados são compensatórios quando não há o aparecimento da frequência de ressonância do sistema, que por sua vez relaciona-se com o afastamento entre os painéis de vidro.

Fonte: http://scheid.com.br/2015/06/15/substituicao-de-esquadrias/

Importância da estanqueidade do sistema

O desempenho acústico de uma janela não depende unicamente do vidro: o nível de isolamento será comprometido caso haja falhas na instalação ou dependendo das esquadrias utilizadas. Por isso, de nada adianta ter um vidro excelente se os outros componentes não promoverem o mesmo nível de isolamento do som. A escolha por esquadrias de alta qualidade ou acústicas (sem frestas) é de extrema importância para pessoas com alta sensibilidade ao ruído. Tendo em vista a relação de interdependência entre os materiais (vidro e caixilho) para garantir o bom resultado acústico, o cliente deve selecionar fornecedores de renome nacional e internacional. As esquadrias mais populares no mercado são as de PVC, material que ganhou espaço por apresentar uma boa relação custo-benefício e grande flexibilidade de fabricação de novos tipos de perfis. Esse tipo de material é bastante utilizado na Europa devido ao seu bom desempenho térmico.

Esquadrias de PVC são leves, proporcionam boa estanqueidade, boa qualidade de vedação e garantem o bloqueio dos ruídos. A durabilidade e a vida útil dos materiais de PVC é uma grande vantagem, sendo um material com resistência à corrosão e à umidade. A janela acústica de PVC é auto-extinguível (não propaga chamas). Além disso, as esquadrias em PVC podem ser 100% recicláveis, não resultando em impactos negativos ao meio ambiente.

As esquadrias de alumínio, por sua vez, oferecem grandes vantagens nas formas de instalação, possuindo bom desempenho térmico além de acústico. Sua composição em alumínio permite facilidade na limpeza, manutenção e possui design atrativo. Devido a alta densidade do alumínio o desempenho deste conjunto pode ser superior ao PVC se as frestas forem tratadas de maneira correta. Em alguns casos encontramos janelas antirruido de alumínio com menos lâminas de vidro em relação às janelas antirruido de PVC, mas com isolamento acústico superior. Com isso é possível obter sistemas com maior área envidraçada e esteticamente mais bonitos. Existem muitos fabricantes de janelas de alumínio no Brasil, mas poucos são especialistas quando se trata de acústica. Recomendamos uma pesquisa na internet para você identificar quem realmente apresenta os dados técnicos sobre o produto. E é claro, consulte um especialista para te indicar bons fornecedores.

Esquadrias de madeira também apresentam bons níveis de desempenho acústico se utilizarmos sistemas robustos e com boa vedação. Existe um mito de que as esquadrias de madeira não atendem a um desempenho tão bom quanto as esquadrias de alumínio ou PVC. Isto é um boato: desde que a esquadria seja bem trabalhada, para evitar desgastes devido às condições climáticas adversas como chuva e umidade. A engenharia do produto deve incluir vedação com borrachas, acessórios e pontos de travamento com bastante segurança e elementos extras como pingadeiras de alumínio e boas cremalheiras. As esquadrias de madeira têm a vantagem de serem materiais versáteis e robustos, agregando ao projeto beleza e sofisticação.

Também de fundamental importância para o isolamento do sistema são os procedimentos de instalação das janelas nas fachadas. Um instalação bem feita maximiza a eficiência do produto. A garantia da completa estanqueidade do sistema é de extrema importância. Além da união entre o vidro e o caixilho, a vedação do batente e o vão entre a esquadria e a alvenaria devem ser preenchidos com material resiliente que se acomode e evite frestas. Em geral nos batentes são utilizadas borrachas em formato de meia lua que são comprimidas e garantem a vedação. Nos vãos entre a alvenaria e a esquadria ou entre o marco o contramarco em geral os instaladores colocam espuma expansiva. Tudo bem se não tiver como preencher esse vão com um material de maior densidade, visto que ao chumbar o sistema minimizamos problemas de instalação.

Fonte: https://westburyjoinery.com/blog/acoustic-testing-windows-doors/

Os tipos de abertura também exercem influência na capacidade do sistema em isolar os ruídos. O grande problema das esquadrias são as frestas: por isso, uma janela de vidro fixo tende a apresentar maior estanqueidade. Janelas de correr e janelas de abrir oscilobatentes podem ter isolamento acústico similar, mas em geral encontramos no mercado janelas oscilobatentes de melhor qualidade acústica, garantindo o isolamento aos ruídos aéreos. Veja que o isolamento acústico das janelas com folhas móveis pode ser comprometido caso não seja garantida a estanqueidade de todo o sistema de fechamento, sendo que um jogo de escovas com barreira plástica no meio ou borrachas de EPDM podem resolver tais falhas de vedação. Deve ser aplicado material resiliente como elemento de vedação, elevando a capacidade de amortecimento da vibração em certo grau.

Afinal uma janela acústica vale a pena

Muitas pessoas adquirem um apartamento e se decepcionam porque estão em uma área muito ruidosa com veículos passando toda hora na janela, sirenes, bailes funk, etc. Nestes casos o mais recomendado é instalar uma janela de sobreposição antirruido, sendo que ela evita reformas e garante o isolamento sonoro de forma rápida. O custo dessa janela não é igual ao de janelas comuns, devido a todos esses cuidados citados acima, portanto, prepare o bolso do seu cliente ou o seu, caso você mesmo caso seja a pessoa que está procurando pelo produto. Apesar do custo, nós particularmente pensamos que seja um investimento, porque você ganhará:

1. Mais conforto
2. Mais saúde
3. Mais noites de sono
4. Mais produtividade
5. Menos stress

Agora se você ou seu cliente estão projetando uma residência do zero, recomendamos procurar por um projetista acústico na fase de concepção, visto que em projetos de maior porte todo esse trabalho de mapeamento da região pode identificar quais são as fachadas ruidosas e com isso planejar esquadrias adequadas. Se for um projeto habitacional multifamiliar, tenha em mente que a NBR 15.575 deve ser respeitada, e ela exige um mínimo de isolamento acústico de fachada. Para casas as opções de janela acústica embutida são várias e com certeza vale o investimento, nem que seja somente em alguns cômodos mais sensíveis, como quartos e salas de leitura. Só depende de você estar convencido que esse investimento é para a vida toda e com certeza ao se mudar você quer qualidade e não ficar arrependido por algo que deveria ter feito mas preferiu economizar.

Se você é profissional de engenharia e arquitetura, ou ainda estudante, recomendamos uma leitura mais aprofundada em nosso e-book: O guia de janelas acústicas para fachadas residenciais. Adquira agora clicando aqui!

Fontes:

HASSAN, O. A. B. Building Acoustics and Vibration : theory and practice. London : World Scientific Publishing Company, 2009.

Serrano, P. G. Klein, M. O guia de janelas acústicas para fachadas residenciais. Portal Acústica, 2018.