Uma rua em uma caixa: a construção computacional dos espaços urbanos abertos

A street in a box: computational construction of open urban spaces

Rocha, Rafaella Estevão da
Bertoli, Stelamaris Rolla

Resumo

Por sua relevância, os programas de execução dos mapas acústicos calculados de ruído, enquanto instrumento de pesquisa da macroescala urbana, passou a ser utilizado por alguns pesquisadores para objetivos diversificados e em pequenas escalas do tecido urbano não necessariamente aderentes às limitações que o instrumento apresenta. Na microescala, uma rua pode ser investigada a partir de softwares fundamentados em métodos híbridos de acústica geométrica comumente utilizado em acústica de salas. Entretanto, diferentes técnicas devem ser aplicadas quando se modela computacionalmente o espaço aberto em relação às técnicas de modelagem do espaço fechado. Assim sendo, o objetivo da presente pesquisa é evidenciar sistematicamente como modelar computacionalmente espaços urbanos abertos a partir de métodos híbridos de acústica geométrica, tendo como referência a escala dimensional da rua. Para isso, foi utilizado o modelo virtual de uma rua com diferentes configurações experimentais de implantação de edificações elaborado por meio do software Odeon para as simulações acústicas. A partir do processo de modelagem, foi desenvolvido um fluxograma metodológico para espaços urbanos abertos, que foi detalhado e discutido em cada uma de suas respectivas etapas. Foram destacadas as diferenças e particularidades entre a construção dos modelos dos espaços abertos e espaços fechados. Enquanto resultados, identificou-se que nos espaços abertos a necessidade de modelar elementos que representem a absorção do “céu aberto”, pode levar a necessidade de maior número de raios tardios. Constatou-se ainda que é importante modelar uma maior quantidade de elementos arquitetônicos nas fachadas das edificações que fazem parte dos espaços urbanos, a fim de melhor retratar a energia sonora. Concluiu-se que apesar de diversos pontos de interseção entre a construção de modelos de espaços abertos e fechados, são as diferenças metodológicas entre os dois que se constituem em pontos críticos e que podem alterar significativamente os resultados do espaço urbano.

Palavras-chaves:
mapeamento
,
mapa de ruído
,
simulação
,
modelo virtual
,
tutorial
,
métodos
,
microescala.

Abstract

The present research aims to systematically show how to computationally model open urban spaces with hybrid methods of geometric acoustics, having as reference the dimensional scale of the street. For this, a virtual model of a street was used with different experimental configurations for the implementation of buildings. A methodological flowchart for open urban spaces was developed, detailed, and discussed in each of its respective stages. As result, it was identified that in open spaces, the need to model elements that represent the absorption of the "open sky", may lead to the need for a greater number of late rays. It was also found that it is important to model a greater number of architectural elements on the facades of buildings that are part of urban spaces, to better characterize the sound energy. It was concluded that despite several points of intersection between the construction of open and closed spaces models, it is the methodological differences between them that constitute critical points and that can significantly change the results in the urban space.

Keywords:
noise mapping
,
environmental noise
,
computer simulation
,
virtual model
,
tutorial
,
methods
,
microscale.

Referências

[1] R. E. da Rocha e S. R. Bertoli, “Outros olhares para o espaço urbano em microescala: uma revisão narrativa de simulações virtuais fundamentadas em acústica geométrica”, apresentado em XXVIII Encontro da SOBRAC, Porto Alegre, RS, 2018.
[2] R. E. da Rocha e S. R. Bertoli, “Panorama da produção científica de acústica no ambiente construído em encontros nacionais”, apresentado em XXVII Encontro SOBRAC-Sociedade Brasileira de Acústica, Brasília, DF, 2017. [Online]. Disponível em: http://sobrac2017.com.br/index.php/submissao-de-artigos-2/anais-sobrac-2017/
[3] F. C. Pinto, G. F. de Jesus, e M. V. M. Pinheiro, “Simulação de impacto ambiental acústico provocado por termelétricas”, apresentado em XX Encontro SOBRAC, Rio de Janeiro, 2002.
[4] A. G. Fernandes e E. B. Viveiros, “Impacto de ruído de tráfego em edificações escolares: uma metodologia de avaliação para o planejamento urbano”, apresentado em XX Encontro SOBRAC, Rio de Janeiro, 2002.
[5] E. L. Moraes, F. Simón, e L. H. Guimarães, “Mapa de predicción del ruido ambiente en Belém - Brasil”, apresentado em ENCAC-ELACAC, Natal, 2009.
[6] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 15575-4:2021: Edificações habitacionais – Requisitos para os sistemas de vedações verticais internas e externas. 2021.
[7] R. E. da Rocha e S. R. Bertoli, “A acústica urbana e suas escalas de investigação”, Acústica E Vibrações, vol. 31, no 48, p. 29–44, 2016.
[8] R. Klæboe, E. Engelien, e M. Steinnes, “Context sensitive noise impact mapping”, Appl. Acoust., vol. 67, no 7, p. 620–642, jul. 2006, doi: 10.1016/j.apacoust.2005.12.002.
[9] K.-T. Tsai, M.-D. Lin, e Y.-H. Chen, “Noise mapping in urban environments: A Taiwan study”, Appl. Acoust., vol. 70, no 7, p. 964–972, 2008, doi: 10.1016/j.apacoust.2008.11.001.
[10] I. C. M. Guedes, S. R. Bertoli, e P. H. T. Zannin, “Influence of urban shapes on environmental noise: A case study in Aracaju — Brazil”, Sci. Total Environ., vol. 412–413, p. 66–76, 2011, doi: 10.1016/j.scitotenv.2011.10.018.
[11] M. Hornikx, “Ten questions concerning computational urban acoustics”, Build. Environ., p. 1–13, 2016, doi: 10.1016/j.buildenv.2016.06.028.
[12] C. Asensio, M. Recuero, M. Ruiz, M. Ausejo, e I. Pavón, “Self-adaptive grids for noise mapping refinement”, Appl. Acoust., vol. 72, no 8, p. 599–610, jul. 2011, doi: 10.1016/j.apacoust.2010.12.007.
[13] S. Kephalopoulos e M. Paviotti, “Noise maps from different national assessment methods: differences, uncertainties, and needs for harmonisation”, em Noise mapping in the EU models and procedures, Boca Raton: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2013.
[14] J. Kang, “Sound Propagation in Interconnected Urban Streets: A Parametric Study”, Environ. Plan. B Plan. Des., vol. 28, no 2, p. 281–294, 2001, doi: 10.1068/b2680.
[15] K. Attenborough, K. Li, e K. Horoshenkov, Predicting outdoor sound. London: Taylor & Francis, 2007.
[16] W. Probst, “Uncertainty and quality assurance in simulation software”, em Noise mapping in the EU models and procedures, Boca Raton: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2013.
[17] R. E. da Rocha, S. R. Bertoli, e A. V. Maiorino, “Reducing geometry or detailing? Comparison between measured and modeled microscale urban spaces”, POMA, vol. 28, no 015011, 2017, doi: 10.1121/2.0000391.
[18] R. E. da Rocha, S. R. Bertoli, e A. V. Maiorino, “Environmental noise performance: the detail of the building shape influence”, apresentado em INTERNOISE, San Francisco, CA, USA, 2015. [Online]. Disponível em: http://www.ingentaconnect.com/contentone/ince/incecp/2015/00000250/00000003/art00016
[19] M. R. López e C. G. González, Acústica arquitectónica. Madrid: [s.n], 1991.
[20] T. J. Cox e P. D’Antonio, Acoustic absorbers and diffusers: theory, design, and application, 2o ed. Londres: Taylor & Francis, 2009.
[21] C. L. Christensen, G. Koutsouris, e J. Gil, ODEON room acoustics software version 13: user’s manual. Denmark: ODEON S/A, Scion DTU, 2016.
[22] H. S. Jang, H. J. Kim, e J. Y. Jeon, “Scale-model method for measuring noise reduction in residential buildings by vegetation”, Build. Environ., vol. 86, p. 81–88, 2015, doi: 10.1016/j.buildenv.2014.12.020.
[23] H. H. El Dien e P. Woloszyn, “The acoustical influence of balcony depth and parapet form: experiments and simulations”, Appl. Acoust., vol. 66, no 5, p. 533–551, 2005, doi: 10.1016/j.apacoust.2004.09.004.
[24] J. Mori, D. Yoshino, F. Satoh, e H. Tachibana, “Prediction of outdoor sound propagation by applying geometrical sound simulation technique”, em INTERNOISE, Osaka, Japão, 2011, vol. 2011, p. 3079–3083.
[25] J. Mori, F. Satoh, S. Yokoyama, e H. Tachibana, “Prediction of outdoor sound propagation by geometrical computer modeling”, Acoust. Sci. Technol., vol. 35, no 1, p. 50–54, 2014, doi: 10.1250/ast.35.50.
[26] R. E. da Rocha e S. R. Bertoli, “A acústica dos espaços urbanos em microescala: geometria e acurácia em modelos virtuais”, Acústica E Vibrações, vol. 33, no 50, 2018.
[27] D. Paini, A. C. Gade, e J. H. Rindel, “Agorá acoustics - Effects of arcades on the acoustics of public squares”, em Forum Acoustics, Budapeste, Hungria, 2005, p. 1813–1818.
[28] M. Lisa, J. Holger Rindel, e C. L. Christensen, “Predicting the acoustics of ancient open-air theatres: the importance of calculation methods and geometrical details”, apresentado em BNAM, Mariehamn, Finlândia, 2004.
[29] D. Paini, J. Holger Rindel, A. Christian Gade, e G. Turchini, “The acoustics of public squares/places: a comparison between results from a computer simulation program and measurements in situ”, apresentado em Internoise, Praga, República Checa, 2004.
[30] J. H. Rindel, C. L. Christensen, e G. Koutsouris, “Simulations, measurements and auralisations in architectural acoustics”, apresentado em ACOUSTICS 2013 NEW DELHI, Nova Déli, Índia, 2013.
[31] R. Smiderle, A. V. Maiorino, e R. E. da Rocha, “The choice of architectural materials and its influence in the acoustical performance of an opera house”, apresentado em ISMRA2016 - International Symposium of Music and Room Acoustics, La Plata, Argentina, 2016.
[32] D. Zhang, C. Kong, M. Zhang, e Q. Meng, “Courtyard Sound Field Characteristics by Bell Sounds in Han Chinese Buddhist Temples”, Appl. Sci., vol. 10, no 4, Art. no 4, jan. 2020, doi: 10.3390/app10041279.
Publicado em:
01/09/2022