Ponencia presentada en el XIII Encontro Nacional. IX Encontro Latinoamericano de Conforto no Ambiente Construido. ELACAC 2015. Campinas, BrasilEstá demostrado que el ruido de tránsito es la mayor fuente de contaminación acústica en las grandes ciudades. Las características de las soluciones constructivas, el comportamiento de los cerramientos de las fachadas, así como la forma de la envolvente actúan sobre el aislamiento acústico global y deben necesariamente relacionarse con el tipo, frecuencia y nivel de ruido exterior. La evaluación del grado de molestia que producen los ruidos ambientales puede ser realizada por bandas de octavas y comparada con curvas de referencia NC (Noise Criteria). Las NC posibilitan evaluar el confort acústico en actividades que se realizan en el interior de los locales y que se aproximan a la sensibilidad del oído en función de la frecuencia. Se presentan resultados de una línea de trabajo en desarrollo referida al estudio de la capacidad de atenuación del ruido en base a la forma de fachadas. Se muestran los niveles de control del ruido de tránsito de diferentes conformaciones y tipo de balcones sobre el plano de fachada. Se propone el análisis comparativo del aislamiento combinado  de las superficies vidriadas con balcones en comparación con el aislamiento mínimo necesario para cumplir con el criterio NC.goo.gl/HPHl3jFil: Maristany, Arturo Raúl. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Diseño. Centro de Investigaciones Acústicas y Luminotécnicas; ArgentinaFil: Abadía, Leandra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Diseño. Centro de Investigaciones Acústicas y Luminotécnicas; ArgentinaOtras Ingenierías y Tecnología

Abadía, Leandra

Maristany, Arturo Raúl

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Ponencia presentada en el XIII Encontro Nacional. IX Encontro Latinoamericano de Conforto no Ambiente Construido. ELACAC 2015. Campinas, BrasilFil: Maristany, Arturo Raúl. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Diseño. Centro de Investigaciones Acústicas y Luminotécnicas; ArgentinaFil: Abadía, Leandra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Diseño. Centro de Investigaciones Acústicas y Luminotécnicas; ArgentinaEstá demostrado que el ruido de tránsito es la mayor fuente de contaminación acústica en las grandes ciudades. Las características de las soluciones constructivas, el comportamiento de los cerramientos de las fachadas, así como la forma de la envolvente actúan sobre el aislamiento acústico global y deben necesariamente relacionarse con el tipo, frecuencia y nivel de ruido exterior. La evaluación del grado de molestia que producen los ruidos ambientales puede ser realizada por bandas de octavas y comparada con curvas de referencia NC (Noise Criteria). Las NC posibilitan evaluar el confort acústico en actividades que se realizan en el interior de los locales y que se aproximan a la sensibilidad del oído en función de la frecuencia. Se presentan resultados de una línea de trabajo en desarrollo referida al estudio de la capacidad de atenuación del ruido en base a la forma de fachadas. Se muestran los niveles de control del ruido de tránsito de diferentes conformaciones y tipo de balcones sobre el plano de fachada. Se propone el análisis comparativo del aislamiento combinado  de las superficies vidriadas con balcones en comparación con el aislamiento mínimo necesario para cumplir con el criterio NC.goo.gl/HPHl3jFil: Maristany, Arturo Raúl. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Diseño. Centro de Investigaciones Acústicas y Luminotécnicas; ArgentinaFil: Abadía, Leandra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Diseño. Centro de Investigaciones Acústicas y Luminotécnicas; ArgentinaOtras Ingenierías y Tecnología

Repositorio Digital de la Universidad Nacional de Córdoba

XIII Encontro Nacional e IX Encontro Latino-americano de Conforto no Ambiente ConstruídoIMPORTANCIA DE LA FORMA DE FACHADAS EN LA OPTIMIZACIÓNDEL AISLAMIENTO ACÚSTICOArturo Maristany (1); Leandra Abadía (2)(1) PhD, Arquitecto, Centro de Investigaciones Acústicas y Luminotécnicas CIAL, FAUD, UNC. CiudadUniversitaria, Córdoba, Argentina. Te +543514333037 – arturo.maristany@gmail.com(2) Arquitecta, Centro de Investigaciones Acústicas y Luminotécnicas CIAL, FAUD, UNC. CiudadUniversitaria, Córdoba, Argentina. Te +543514333037 – lea.abadia@gmail.comRESUMENEstá demostrado que el ruido de tránsito es la mayor fuente de contaminación acústica en las grandesciudades. Las características de las soluciones constructivas, el comportamiento de los cerramientos de lasfachadas, así como la forma de la envolvente actúan sobre el aislamiento acústico global y debennecesariamente relacionarse con el tipo, frecuencia y nivel de ruido exterior. La evaluación del grado demolestia que producen los ruidos ambientales puede ser realizada por bandas de octavas y comparada concurvas de referencia NC (Noise Criteria). Las NC posibilitan evaluar el confort acústico en actividades quese realizan en el interior de los locales y que se aproximan a la sensibilidad del oído en función de lafrecuencia. Se presentan resultados de una línea de trabajo en desarrollo referida al estudio de la capacidadde atenuación del ruido en base a la forma de fachadas. Se muestran los niveles de control del ruido detránsito de diferentes conformaciones y tipo de balcones sobre el plano de fachada. Se propone el análisiscomparativo del aislamiento combinado  de las superficies vidriadas con balcones en comparación con elaislamiento mínimo necesario para cumplir con el criterio NC.Palabras clave: balcones, ruido urbano, control de ruidoABSTRACTIt is shown that traffic noise is the major source of noise pollution in large cities. The constructive solutionscharacteristics, the closings facades behaviour, as well as the shape of the frontage have an effect on theoverall sound insulation and have to relate to the type, frequency and level of external noise. The evaluationof the discomfort level that produces environmental noise can be performed by octave bands and comparedwith reference curves NC (Noise Criteria). The NC enables to evaluate the acoustic comfort in activitiestaking place inside locals and that approximates the sensitivity of the human ear performed by thefrequency. Results of an in progress study of noise attenuation capacity concerned with the study of thenoise attenuation ability based on the shape of facades are presented. Level control of traffic noise ofdifferent shapes and types of balconies on the facade are shown. Comparative analysis of the combinedinsulation of glass surfaces with balconies compared to the minimum insulation NC criteria is proposed.Keywords: balconies, urban noise, noise control21. INTRODUCCIONEl alto tránsito que se genera en las arterias principales de una ciudad se propaga incidiendo sobre lasenvolventes de los edificios y en cada uno de los elementos que las conforman, hasta penetrar en el interior.Para poder evaluar la capacidad de aislamiento de una fachada es necesario conocer los niveles de ruido queinciden sobre la misma, las características de la fuente productora de ruido y las características formales yconstructivas de la envolvente. El correcto diseño de las fachadas desde el punto de vista acústico aportaventajas ambientales y económicas posibilitando que quienes habiten esos espacios tengan mejorescondiciones de confort.Entre los diferentes métodos que se utilizan para la evaluación del confort acústico de actividades quese realizan en los espacios interiores, con un ruido de fondo más o menos estable, se encuentran las curvasNC (Noise Criteria), que establecen valores mínimos aceptables para lograr las condiciones de confortinterior. Lo que implica un correcto diseño de las envolventes y de las características constructivas de loselementos que las conforman.El comportamiento acústico de una  fachada frente a la incidencia del ruido de tráfico dependeráfundamentalmente de la forma, profundidad y características constructivas de los balcones que conformanlas envolventes (HOSSAM; WOLOSZYN, 2004), (BUSA, 2007), así como también de la capacidad aislantedel muro ciego y de la ventana, la que se constituye en un elemento de aislación débil dentro del conjunto.Se realizó un análisis comparativo, de diferentes conformaciones y tipos de cierre de balcones, a losefectos de verificar la atenuación del ruido producido por el tránsito sobre el plano de las fachadas de losedificios (MARISTANY et al., 2014). La absorción de los materiales superficiales de cielorraso, el ancho delbalcón y el apantallamiento de la baranda tienen una influencia importante en el nivel de ruido incidentesobre el plano de fachada. Las características constructivas y los diferentes diseños de las barandas comosistema de protección pueden relacionarse con su comportamiento como barrera acústica, contribuyendo adisminuir el ruido producido por el tránsito, actuando de este modo como control de ruido.2. OBJETIVOEl objetivo de esta ponencia es mostrar el importante incremento que se produce en el aislamientoglobal de la fachada al utilizar los balcones o la forma de la misma como elemento de control,principalmente frente al déficit de aislamiento acústico que suelen presentar las superficie vidriadas, por serel punto más débil de la envolvente, frente al ruido de tránsito.3. METODOLOGIAPara cumplir con los objetivos del presente trabajo se ha organizado el mismo en las siguientes etapas:1. Simulación de la capacidad de atenuación del ruido de diferentes conformaciones de balcones deedificios en altura con dos alternativas dimensionales y dos variantes de tratamiento superficial decielorraso.2. Selección de los tipos de vidriados usuales y su capacidad de aislamiento normalizado.3. Caracterización de la fuente de ruido de tráfico propio del área central de la Ciudad de Córdoba.4. Definición de los niveles de aislamiento mínimo necesario para cumplir con el criterio NC de confort.5. Análisis comparativo del incremento global de aislamiento incorporando los balcones como sistema deapantallamiento.3.1. Control de ruido por forma de fachadaPara la evaluación del incremento del aislamiento por la forma de las envolventes se simularon sieteconformaciones diferentes de barandas característicos de la ciudad de Córdoba y se consideraron dos anchosde balcones de 1 y 2 m con dos características superficiales de cielorraso (revoque y madera con cámara deaire). El cálculo del nivel de ruido incidente sobre el plano de fachada se realizo por medio de la aplicacióndel software de simulación DISIAPYR® (FARINA; BRERO, 1996) basado en la técnica del  trazado derayos, programa de simulación acústica que se utiliza para modelar el entorno de propagación del sonido. Sebasa en un algoritmo que permite la simulación de la propagación al aire libre en  formas urbanas complejasteniendo en cuenta la difracción de borde sobre los límites y el coeficiente de absorción de las superficies.La simulación fue realizada mediante un modelo de canal urbano tipo de la Ciudad. Para cada alternativa detratamiento se calculó el nivel sonoro promedio sobre el plano de fachada y a 2m de distancia al mismorespondiendo al criterio fijado en el anexo C de la norma europea EN 12354- 3 (UNE-EN, 2000).En lasfiguras 1 a 7 se presentan los casos estudiados y las correspondientes diferencias ΔL promedio de atenuación3del nivel de ruido por bandas de octava calculado mediante la diferencia (L2m-L0,20 m), nivel en el exterior,a 2m del plano de la ventana menos el nivel de ruido promedio sobre el plano de la ventana, para balcones de1 y 2 m de ancho y superficies de cielorraso de revoque y madera con cámara de aire.11.522.533.544.555.563 1252505001K 2K 4K 8KDLprom (L2m-L0.2m) dBFrecuencia (Hz)2m / revoque 1m / revoque2m / madera 1m / maderaFigura 1 - Balcón tipo B1 – baranda de reja11.522.533.544.555.5663 1252505001K 2K 4K 8KDLprom (L2m-L0.2m) dBFrecuencia (Hz)2m / revoque 1m / revoque2m / madera 1m / maderaFigura 2 - Balcón tipo B2 – baranda de Mampostería 0,30 m y reja1234567863 1252505001K 2K 4K 8KDLprom (L2m-L0.2m) dBFrecuencia (Hz)2m / revoque 1m / revoque2m / madera 1m / maderaFigura 3 - Balcón tipo B3 – baranda de Mampostería 0,70 m y reja11.522.533.544.5563 1252505001K 2K 4K 8KDLprom (L2m-L0.2m) dBFrecuencia (Hz)2m / revoque 1m / revoque2m / madera 1m / maderaFigura 4 - Balcón tipo B4 – baranda de vidrio o chapa separada de la losa y con pasamanos de acero41234567863 1252505001K 2K 4K 8KDLprom (L2m-L0.2m) dBFrecuencia (Hz)2m / revoque 1m / revoque2m / madera 1m / maderaFigura 5 - Balcón tipo B5 – baranda de Mampostería y vidrio1234567863 1252505001K 2K 4K 8KDLprom (L2m-L0.2m) dBFrecuencia (Hz)2m / revoque 1m / revoque2m / madera 1m / maderaFigura 6 - Balcón tipo B6 – baranda de vidrio12345678963 1252505001K 2K 4K 8KDLprom (L2m-L0.2m) dBFrecuencia (Hz)2m / revoque 1m / revoque2m / madera 1m / maderaFigura 7 - Balcón tipo B7 – baranda de Mampostería y cantero3.2. Índice de reducción acústica de distintos tipos de vidriadoLa resolución del cerramiento de fachada y en particular del vidrio como parte componente de la misma seconstituye en uno de los problemas de mayor importancia a resolver para el cumplimiento del aislamientoacústico. La capacidad de aislamiento acústico de la fachada depende fundamentalmente del comportamientodel vidrio que se utilice así como del tipo de carpintería y del sellamiento de la misma. Para el presentetrabajo se adopta como referencia de estudio los vidrios usuales de 4 y 6 mm y DVH (doble vidriadohermético). Los valores de aislamiento se adoptan de la Norma EN 12354-3 2000 que establece el Índice dereducción acústica de diferentes tipos de vidrio de distintos espesores y para toda la banda de frecuencias.Dichos valores de aislamiento se muestran en la tabla1Tabla 1 - Valores de aislamiento acústico para distintos tipos de vidriado63Hz 125Hz 250Hz 500Hz 1kHz 2kHz 4kHz 8kHzvidrio 4 mm 8 17 20 26 32 33 26 24vidrio 6 mm 10 18 23 30 35 27 32 30DVH 6+6+4 12 21 20 26 38 37 39 4053.3. Fuente de ruido de tránsitoEl ruido proveniente de automóviles, transporte público y motos se constituye en el ruido ambientedominante en el área central de la ciudad. Para la simulación es necesario determinar el nivel de presiónsonora por bandas de octava del ruido generado por el tránsito. Se realizaron simulaciones basadas en elespectro normalizado de ruido de transito dado por la ISO 1793-3:1998 y simultáneamente en base a losvalores obtenidos en mediciones realizadas in situ, en las cuales se determinó el espectro típico de lasavenidas principales, siendo este ultimo el valor finalmente adoptado por adecuarse a la situación real deltráfico en las avenidas (MARISTANY et al., 2012).En el gráfico de la figura 8 se muestra la composición espectral del nivel de presión sonora a dosmetros del plano de fachada, L1,2m, en donde se observa el predominio de bajas frecuencias característico delruido de tránsito real utilizado para la evaluación. Se indican también, a la par del nivel sonoro continuoequivalente, los valores máximos y mínimos medidos y los correspondientes valores globales en dBA.89.082.977.4 75.471.567.2 68.757.075.679.976.071.367.7 66.663.157.946.971.470.765.660.8 59.6 58.855.648.035.263.520.030.040.050.060.070.080.090.063Hz125Hz250Hz500Hz1kHz2kHz4kHz8kHz ALZSmaxLzeqLZSminFigura 8 - Composición espectral de L1,2m3.4. Evaluación de ruido mediante perfiles NC (noise criteria) y aislamiento mínimoPara la evaluación del grado de molestia en el interior de las viviendas se procedió a la calificación delespectro del ruido mediante las curvas NC. El objetivo de la aplicación del criterio NC es lograr que en losdiferentes  espacios cerrados se realicen las actividades típicas sin ser afectadas por niveles sonoros mas alláde lo considerado como recomendado (IRAM, 2008). Para la Norma IRAM 4070, en su anexo A “valoreslímites recomendados de perfiles NC para recintos tipificados”, el espectro de ruido de fondo a evaluar nodeberá superar para el caso de viviendas una curva NC25 a NC30.En la figura 9 se muestra el perfil NC para vivienda con los niveles de presión sonora para cada bandade octava y su comparación con el espectro de ruido de tránsito medido a dos metros del plano de fachada,L1,2m. Se observa que el nivel de ruido en el interior de la vivienda deberá estar por debajo de las curvas dereferencia, por lo tanto la envolvente o el sistema de fachada deberá atenuar la diferencia existente entre elnivel indicado de ruido ambiente y la curva NC recomendada.En la figura 10 se indica el resultado de este cálculo correspondiente al aislamiento mínimo(adoptando la NC30) y del aislamiento recomendado (NC25) en función de la frecuencia. Los referencialesse obtuvieron mediante la diferencia entre las curvas NC recomendadas para la actividad a desarrollar y elespectro de ruido de tránsito medido a 2 m de la ventana. A los efectos de este trabajo se adoptó la diferenciaabsoluta de nivel. Este valor debería estar afectado por la absorción del local receptor a los efectos de dar unvalor normalizado de reducción sonora. Considerando los valores usuales de reverberación de los localesdestinados a vivienda el índice de reducción sonoro normalizado no difiere de manera sustancial con ladiferencia directa de aislamiento bruto, siendo el error despreciable para el objetivo del presente trabajo.679.9475.9571.2667.7 66.6463.1157.9146.8910203040506070809063 125 250 500 1000 2000 4000 8000Nivel de Presión Sonora (dB)Frecuencia (Hz)NC y ruido de transitoNC65NC60NC55NC50NC45NC40NC35NC30NC25NC20NC15 (dB)TransitoFigura 9 - Perfil NC para vivienda y espectro de ruido detránsito.1520253035404563 125 250 500 1000 2000 4000 8000Aislamiento R (dB)Frecuencia (Hz)aislamiento minimoRrecRminFigura 10 - Cálculo de aislamiento mínimo y recomendado porbandas de octava.4. ANALISIS DE AISLAMIENTO DEL CONJUNTOCon el objetivo de verificar el potencial de incremento del aislamiento global de una fachada, se compara elíndice de reducción acústico de los diferentes sistemas de vidriado adoptados con las curvas de aislamientomínimo calculadas para cumplir en el interior de la vivienda con los criterios NC. En la figura 11 se observaque en general ninguno de los tres sistemas de vidriado adoptados alcanzaría el mínimo de aislamientonecesario para cumplir con el criterio de referencia cuando la fachada está sometida al ruido de tránsito. Sedestaca que solo en caso de utilizar el DVH 6+6+4 se logran valores de aislamiento en las frecuenciassuperiores a los 1000 Hz.5152535455563 125 250 500 1000 2000 4000 8000Aislamiento R (dB)Frecuencia (Hz)ventana sin balconRrecRminvidrio 4 mmvidrio 6 mmDVH 6+6+4Figura 11 – Aislamiento de los cerramiento vidriados en relación a los mínimos establecidos7Se propone un análisis de aislamiento basado en los índices de reducción y de atenuación del cerramientovidriado y del apantallamiento, dado por los balcones de manera complementaria. Se adoptaron comoreferencias de análisis un balcón de 2 metros de ancho con los cielorrasos revocados o revestidos en maderacon cámara de aire. El aislamiento logrado en ambos casos es muy superior al de la fachada sinapantallamiento.Se observa, figura 12a, que el aislamiento global alcanzado con la alternativa 1(cielorraso revocado)permitiría alcanzar criterios de confort interior basado en la NC 30 para cualquier tipo de vidriado, exceptoen bajas frecuencias. En la figura 12b se muestra el rendimiento del sistema en caso de que el cielorraso esterevestido en madera con cámara de aire. Por el tipo de absorción acústica de este material se observa unincremento del aislamiento en bajas frecuencias, que si bien aún no alcanza al valor mínimo para bajasfrecuencias supera en rendimiento a la alternativa anterior.5152535455563 125 250 500 1000 2000 4000 8000Aislamiento R (dB)Frecuencia (Hz)ventana con balcon y cielorraso revocadoRrecRminvidrio 4 mmvidrio 6 mmDVH 6+6+45152535455563 125 250 500 1000 2000 4000 8000Aislamiento R (dB)Frecuencia (Hz)ventana con balcon y cielorraso de maderaRrecRminvidrio 4 mmvidrio 6 mmDVH 6+6+4Figura 12 - Aislamiento de los cerramiento compuestos  en relación a los mínimos establecidos5. CONCLUSIONESA partir del estudio realizado se pueden extraer las siguientes conclusiones: En situaciones de predominancia de ruido de transito el índice de reducción sonora de cerramientosvidriados no siempre es suficiente para controlar el ruido y alcanzar criterios de confortnormalizados. Se verifica que el desarrollo de fachadas que  incorporan balcones, diseñados a partir de la elecciónconveniente de la forma y los materiales, serán un complemento importante al aislamiento global delcerramiento.8 Los niveles de atenuación logrados por el apantallamiento producidos por balcones y sus materialesson sustancialmente altos en relación a los requerimientos de control de ruido, lo cual justifica su usocomo mecanismo de control acústico. Se demuestra un incremento importante del aislamiento global cuando se complementa elcerramiento vidriado con alguna de las alternativas propuestas que actúan como apantallamiento. Asípor ejemplo en el caso de un cerramiento basado en vidrio simple de 4 mm, para una frecuencia de1000 Hz el incremento de atenuación es de aproximadamente 10 dB. Para un vidriado de 6 mm elíndice de reducción en 2000 Hz (su frecuencia de resonancia) aumenta de 27 a 35 dBaproximadamente. Aún es necesario optimizar el rendimiento en bajas frecuencias para alcanzar el valor de referenciapreestablecido. En este sentido será de interés trabajar a futuro en la evaluación de materialessuperficiales selectivos, balcones con otras conformaciones y/o establecer relaciones de superficiesaconsejadas máximas del área vidriada con la superficie opaca.REFERENCIAS BIBLIOGRAFICASBUSA L. & SECCHI S. Effect of Facade Shape for the Acoustic Protection of Buildings. International Congress on Acoustics.Madrid, 2-7 September (2007)FARINA A. & BRERO G. Computer code based on experimental results for acoustical mapping of urban areas. Proceedings ofNoise & Planning, Pisa (1996).HOSSAM EL-DIEN H. & WOLOSZYN P. Prediction of the sound field into high-rise building facades due to its balcony ceilingform, Applied Acoustics, 65, 431-440 (2004).IRAM. IRAM 4070:2008. Ruidos. Procedimiento para su evaluación utilizando los perfiles NC y RC.ISO 1793-3:1998: “Dispositivos reductores de ruido de tráfico en carreteras. Método de ensayo para determinar el comportamientoacústico. Parte 3: Espectro normalizado de ruido de tráfico.MARISTANY A.R., ABADÍA L., AGOSTO M., CARRIZO L. & CHITARRINI M. Optimización del Diseño Formal deEnvolventes para el Control del Ruido de Tránsito. IX Congreso Iberoamericano de Acústica, FIA 2014. Valdivia, Chile,2014.MARISTANY A., ABADÍA L., AGOSTO M. & CARRIZO L. Influencia de la conformación de la fachada en la atenuación delruido. VIII Congresso Iberoamericano de Acústica. Evora- Portugal (2012).UNE-EN 12354-3 2000. Acústica de la Edificación. Estimación de las Características Acústicas de las Edificaciones a partir de lasCaracterísticas de sus Elementos. Parte 3 – Aislamiento Acústico a Ruido Aéreo contra Ruido del Exterior.

Importancia de la forma de fachadas en la optimización del aislamiento acústico

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