ISO 3382-1:2009
(Main)Acoustics — Measurement of room acoustic parameters — Part 1: Performance spaces
Acoustics — Measurement of room acoustic parameters — Part 1: Performance spaces
ISO 3382-1:2009 specifies methods for the measurement of reverberation time and other room acoustical parameters in performance spaces. It describes the measurement procedure, the apparatus needed, the coverage required, and the method of evaluating the data and presenting the test report. It is intended for the application of modern digital measuring techniques and for the evaluation of room acoustical parameters derived from impulse responses.
Acoustique — Mesurage des paramètres acoustiques des salles — Partie 1: Salles de spectacles
L'ISO 3382‑1:2009 spécifie des méthodes pour le mesurage de la durée de réverbération et d'autres paramètres acoustiques dans les salles de spectacles. Elle décrit le mode opératoire de mesurage, l'appareillage nécessaire, la couverture requise et la méthode d'évaluation des données et de présentation du rapport d'essai. Elle est destinée à l'application des techniques de mesurage numériques modernes et à l'évaluation des paramètres acoustiques des salles à partir de réponses impulsionnelles.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 3382-1
First edition
2009-06-15
Acoustics — Measurement of room
acoustic parameters —
Part 1:
Performance spaces
Acoustique — Mesurage des paramètres acoustiques des salles —
Partie 1: Salles de spectacles
Reference number
ISO 3382-1:2009(E)
©
ISO 2009
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ISO 3382-1:2009(E)
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ISO 3382-1:2009(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions .1
4 Measurement conditions .3
5 Measurement procedures .6
6 Evaluation of decay curves .8
7 Measurement uncertainty .9
8 Spatial averaging .10
9 Statement of results.10
Annex A (informative) Auditorium measures derived from impulse responses .12
Annex B (informative) Binaural auditorium measures derived from impulse responses .21
Annex C (informative) Stage measures derived from impulse responses.23
Bibliography .25
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ISO 3382-1:2009(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 3382-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 43, Acoustics, Subcommittee SC 2, Building
acoustics.
This first edition of ISO 3382-1, together with ISO 3382-2 and ISO 3382-3, cancels and replaces
ISO 3382:1997, of which it constitutes a technical revision. Annex A has been extended with information on
JND (just noticeable difference), recommended frequency averaging and by the addition of a new parameter
for LEV (listener envelopment). A new Annex C has been added with parameters for the acoustic conditions
on the orchestra platform.
ISO 3382 consists of the following parts, under the general title Acoustics — Measurement of room acoustic
parameters:
⎯ Part 1: Performance spaces
⎯ Part 2: Reverberation time in ordinary rooms
Open plan spaces are to form the subject of a future part 3.
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ISO 3382-1:2009(E)
Introduction
The reverberation time of a room was once regarded as the predominant indicator of its acoustical properties.
While reverberation time continues to be regarded as a significant parameter, there is reasonable agreement
that other types of measurements, such as relative sound pressure levels, early/late energy ratios, lateral
energy fractions, interaural cross-correlation functions and background noise levels, are needed for a more
complete evaluation of the acoustical quality of rooms.
This part of ISO 3382 establishes a method for obtaining reverberation times from impulse responses and
from interrupted noise. The annexes introduce the concepts and details of measurement procedures for some
of the newer measures, but these do not constitute a part of the formal specifications of this part of ISO 3382.
The intention is to make it possible to compare reverberation time measurements with higher certainty and to
promote the use of and consensus in measurement of the newer measures.
Annex A presents measures based on squared impulse responses: a further measure of reverberation (early
decay time) and measures of relative sound levels, early/late energy fractions and lateral energy fractions in
auditoria. Within these categories, there is still work to be done in determining which measures are the most
suitable to standardize upon; however, since they are all derivable from impulse responses, it is appropriate to
introduce the impulse response as the basis for standard measurements. Annex B introduces binaural
measurements and the head and torso simulators (dummy heads) required to make binaural measurements
in auditoria. Annex C introduces the support measures that have been found useful for evaluating the acoustic
conditions from the musicians’ point of view.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 3382-1:2009(E)
Acoustics — Measurement of room acoustic parameters —
Part 1:
Performance spaces
1 Scope
This part of ISO 3382 specifies methods for the measurement of reverberation time and other room acoustical
parameters in performance spaces. It describes the measurement procedure, the apparatus needed, the
coverage required, and the method of evaluating the data and presenting the test report. It is intended for the
application of modern digital measuring techniques and for the evaluation of room acoustical parameters
derived from impulse responses.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
IEC 61260, Electroacoustics — Octave-band and fractional-octave-band filters
IEC 61672-1, Electroacoustics — Sound level meters — Part 1: Specifications
3 Terms and definitions
For the purposes of this part of ISO 3382, the following terms and definitions apply.
3.1
decay curve
graphical representation of the decay of the sound pressure level in a room as a function of time after the
sound source has stopped
[ISO 354:2003, 3.1]
NOTE 1 It is possible to measure this decay either after the actual cut-off of a continuous sound source in the room or
derived from the reverse-time integrated squared impulse response of the room (see Clause 5).
NOTE 2 The decay directly obtained after non-continuous excitation of a room (e.g. by recording a gunshot with a level
recorder) is not recommended for accurate evaluation of the reverberation time. This method ought only be used for
survey purposes. The decay of the impulse response in a room is in general not a simple exponential decay, and thus the
slope is different from that of the integrated impulse response.
3.2
interrupted noise method
method of obtaining decay curves by direct recording of the decay of sound pressure level after exciting a
room with broadband or band limited noise
[ISO 354:2003, 3.3]
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ISO 3382-1:2009(E)
3.3
integrated impulse response method
method of obtaining decay curves by reverse-time integration of the squared impulse responses
[ISO 354:2003, 3.4]
3.4
impulse response
temporal evolution of the sound pressure observed at a point in a room as a result of the emission of a Dirac
impulse at another point in the room
[ISO 354:2003, 3.5]
NOTE It is impossible in practice to create and radiate true Dirac delta functions, but short transient sounds (e.g. from
gunshots) can offer close enough approximations for practical measurement. An alternative measurement technique,
however, is to use a period of maximum-length sequence (MLS) type signal or other deterministic, flat-spectrum signal like
a sine sweep and transform the measured response back to an impulse response.
3.5
reverberation time
T
〈room acoustic parameters〉 duration required for the space-averaged sound energy density in an enclosure to
decrease by 60 dB after the source emission has stopped
NOTE 1 The reverberation time is expressed in seconds.
NOTE 2 T can be evaluated based on a smaller dynamic range than 60 dB and extrapolated to a decay time of 60 dB.
It is then labelled accordingly. Thus, if T is derived from the time at which the decay curve first reaches 5 dB and 25 dB
below the initial level, it is labelled T . If decay values of 5 dB to 35 dB below the initial level are used, it is labelled T .
20 30
3.6 States of occupancy
3.6.1
unoccupied state
state of a room prepared for use and ready for speakers or for performers and audience, but without these
persons being present, and in the case of concert halls and opera houses, preferably with the performers'
chairs, music stands and percussion instruments, etc.
3.6.2
studio state
〈rooms for speech and music〉 state of a room occupied by performers or speakers only and without an
audience (for example, during rehearsals or sound recordings) and with the number of performers and other
persons such as technicians corresponding to the usual number
3.6.3
occupied state
state of an auditorium or theatre when 80 % to 100 % of the seats are occupied
NOTE Reverberation time measured in a room will be influenced by the number of people present and the above
states of occupancy are defined for measurement purposes.
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ISO 3382-1:2009(E)
4 Measurement conditions
4.1 General
The measurements of reverberation time may be made with the room in any or all states of occupancy. Where
the room has adjustable components for providing variable acoustical conditions, it can be relevant to carry
out separate measurements with these components in each of their normal settings. The temperature and
relative humidity of the air in the room should be measured to an accuracy of ± 1 °C and ± 5 %, respectively.
An accurate description of the state of occupancy of the room is of decisive importance in assessing the
results obtained by measuring the reverberation time. Extraordinary occupancies (such as that which would
be created in a concert hall by a larger than usual orchestra or the additional presence of a choir or standees)
shall be noted with the results.
In theatres, a distinction shall be made between “safety curtain up” and “safety curtain down”, between
“orchestra pit open” and “orchestra pit closed”, and also between “orchestra seated on the stage”, with and
without concert enclosure. In all of these cases, measurement can be useful. If the safety curtain is up, the
amount of furnishing of the stage is of importance and shall be described.
Where variable components involve active (i.e. electronic) techniques, the effects of these should be
measured, too, but as certain types of electronic reverberation enhancement systems create non-time-
stationary conditions in the room, a unique impulse response will not exist and caution should be exercised in
using synchronous averaging during the course of making measurements.
4.2 Equipment
4.2.1 Sound source
The sound source shall be as close to omnidirectional as possible (see Table 1). It shall produce a sound
pressure level sufficient to provide decay curves with the required minimum dynamic range, without
contamination by background noise. In the case of measurements of impulse responses using
pseudo-random sequences, the required sound pressure level might be quite low because a strong
improvement of the signal-to-noise ratio by means of synchronous averaging is possible. In the case of
measurements which do not use a synchronous averaging (or other) technique to augment the decay range, a
source level will be required that gives at least 45 dB above the background level in the corresponding
frequency band. If only T is to be measured, it is sufficient to create a level at least 35 dB above the
20
background level.
Table 1 lists the maximum acceptable deviations from omnidirectionality when averaged over “gliding”
30° arcs in a free sound field. In case a turntable cannot be used, measurements per 5° should be performed,
followed by “gliding” averages, each covering six neighbouring points. The reference value shall be
determined from a 360° energetic average in the measurement plane. The minimum distance between source
and microphone shall be 1,5 m during these measurements.
Table 1 — Maximum deviation of directivity of source in decibels for excitation
with octave bands of pink noise and measured in free field
Frequency, hertz
125 250 500 1 000 2 000 4 000
Maximum deviation, decibels
± 1 ± 1 ± 1 ± 3 ± 5 ± 6
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ISO 3382-1:2009(E)
4.2.2 Microphones, recording and analysis equipment
4.2.2.1 General
Omnidirectional microphones shall be used to detect the sound pressure and the output may be taken either
⎯ directly to an amplifier, filter set and a system for displaying decay curves or analysis equipment for
deriving the impulse responses, or
⎯ to a signal recorder for later analysis.
4.2.2.2 Microphone and filters
The measurement equipment shall meet the requirements of a type 1 sound level meter according to
IEC 61672-1. The octave or one-third-octave filters shall conform with IEC 61260. The microphone should be
as small as possible and preferably have a maximum diaphragm diameter of 13 mm. Microphones with
diameters up to 26 mm are allowed, if they are of the pressure response type or of the free field response type
but supplied with a random incidence corrector yielding a flat frequency response at random incidence.
4.2.2.3 Recording device
If the sound decay is initially recorded on magnetic tape or a digital recording device, automatic gain control or
other circuits for dynamic optimization of signal-to-noise ratio shall not be used. The recording time of each
decay shall be sufficiently long to enable determination of the final background level following the decay; five
seconds plus the expected reverberation time is recommended as a minimum.
The recording device shall have the following characteristics for the particular combination of record and
playback speeds used.
a) The frequency response shall be flat over the frequency range of measurement with a smaller tolerance
than ± 3 dB.
b) The dynamic range shall be sufficient to allow the required minimum decay curve range. In the case of
interrupted noise decays, the recorder shall be capable of providing a signal-to-noise ratio of at least
50 dB in every frequency band concerned.
0,1 × n
c) The ratio of the playback speed to the record speed shall be within ± 2 % of 10 , where n is an
integer including zero.
NOTE If speed translation is used on playback, the corresponding frequency translation will then be a whole number
of standard one-third-octave band spacings or, if n is a multiple of three, of octave band spacings.
Where a tape recorder is used, then in respect of the speed of response of the apparatus for forming a record
of the decay of sound pressure level with time (see 4.2.2.4), T refers to the effective reverberation time of the
signal being played back. This will differ from the true reverberation time of the enclosure only if the playback
speed differs from the record speed.
When the decay has been recorded for replay through filters and an integrating device, it can be beneficial to
time-reverse the responses during replay (see Reference [10]).
4.2.2.4 Apparatus for forming decay record of level
The apparatus for forming (and displaying and/or evaluating) the decay record shall use any of the following:
a) exponential averaging, with continuous curve as output;
b) exponential averaging, with successive discrete sample points from the continuous average as output;
c) linear averaging, with successive discrete linear averages as output (in some cases, with small pauses
between performance of averages).
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ISO 3382-1:2009(E)
The averaging time, i.e. time constant of an exponential averaging device (or appropriate equivalent), shall be
less than, but as close as possible to, T/30. Similarly, the averaging time of a linear averaging device shall be
less than T/12. Here T is the reverberation time being measured or, if appropriate, the effective reverberation
time as described in the penultimate paragraph of 4.2.2.3.
In apparatus where the decay record is formed as a succession of discrete points, the time interval between
points on the record shall be less than 1,5 times the averaging time of the device.
In all cases where the decay record is to be evaluated visually, adjust the time scale of the display so that the
slope of the record is as close as possible to 45°.
NOTE 1 The averaging time of an exponential averaging device is equal to 4,34 dB [= 10 lg(e)] divided by the decay
rate in decibels per second of the device.
NOTE 2 Commercial level recorders, in which sound pressure level is recorded graphically as a function of time, are
approximately equivalent to exponential averaging devices.
NOTE 3 When an exponential averaging device is used, there is little advantage in setting the averaging time very
much less than T/30. When a linear averaging device is used, there is no advantage in setting the interval between points
at very much less than T/12. In some sequential measuring procedures, it is feasible to reset the averaging time
appropriately for each frequency band. In other procedures, this is not feasible, and an averaging time or interval chosen
as above with reference to the shortest reverberation time in any band has to serve for measurements in all bands.
4.2.2.5 Overload
No overloading shall be allowed in any stage of the measuring apparatus. Where impulsive sound sources are
used, peak-level indicating devices shall be used for checking against overloading.
4.3 Measurement positions
Source positions should be located where the natural sound sources in the room would typically be located. A
minimum of two source positions shall be used. The height of the acoustic centre of the source should be
1,5 m above the floor.
Microphone positions should be at positions representative of positions where listeners would normally be
located. For reverberation time measurements, it is important that the measurement positions sample the
entire space; for the room acoustic parameters described in Annexes A and B, they should also be selected to
provide information on possible systematic variations with position in the room. Microphone positions shall be
at least half a wavelength apart, i.e. a distance of around 2 m for the usual frequency range. The distance
from any microphone position to the nearest reflecting surface, including the floor, shall be at least a quarter of
a wavelength, i.e. normally around 1 m. See A.4 for more details.
No microphone position shall be too close to any source position, in order to avoid a too-strong influence from
the direct sound. In rooms for speech and music, the height of the microphones above the floor should be
1,2 m, corresponding to the ear height of average listeners in typical chairs.
A distribution of microphone positions shall be chosen that anticipates the major influences likely to cause
differences in reverberation time throughout the room. Obvious examples are the differences for seating areas
close to walls, underneath balconies or in spaces which are decoupled (e.g. in church transepts and chancels
compared with church naves). This requires a judgement of the evenness of the “acoustical” distribution to the
different seating areas, the equality of the coupling of the separate parts of the volume and the proximity to
local perturbations.
For reverberation time measurement, it can be useful to assess the room against the following criteria (which
in many cases will simply require a visual assessment) to determine whether single spatial averages will
adequately describe the room:
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ISO 3382-1:2009(E)
a) the materials of the boundary surfaces and any suspended elements are such that, judged in terms of
their absorption and diffusion properties, they are reasonably evenly distributed among the surfaces
which surround the room, and
b) all parts of the room volume communicate reasonably equally with each other, in which case three or four
microphone positions will be adequate — these positions being chosen to cover the seating area, in an
evenly spaced array — and the results of the measurements may be averaged.
For a) above, if the ceiling, side, front and rear walls, when assessed individually, have no regions covering
more than 50 % of their respective areas, with properties different from those of the remaining surfaces, then it
may be considered that the distribution is acceptably even (in some spaces it can be helpful to approximate
the room geometry to a rectangular parallelepiped for this assessment).
For b) above, the room volume may be considered to operate as a single space if there are no parts of the
floor area which have their lines-of-sight blocked to any other part of the room that is more than 10 % of the
total room volume.
If these conditions are not satisfied, then the room is likely to show areas with differing reverberation times,
and these shall be investigated and measured separately.
5 Measurement procedures
5.1 General
Two methods of measuring the reverberation time are described in this part of ISO 3382: the interrupted noise
method and the integrated impulse response method. Both methods have the same expectation value. The
frequency range depends on the purpose of the measurements. Where there is no requirement for specific
frequency bands, the frequency range should cover at least 250 Hz to 2 000 Hz for the survey method. For
the engineering and precision methods, the frequency range should cover at least 125 Hz to 4 000 Hz in
octave bands, or 100 Hz to 5 000 Hz in one-third octave bands.
5.2 Interrupted noise method
5.2.1 Excitation of the room
A loudspeaker source shall be used and the signal fed into the loudspeaker shall be derived from broadband
random or pseudo-random electrical noise. When using a pseudo-random noise, it shall be randomly ceased,
not using a repeated sequence. The source shall be able to produce a sound pressure level sufficient to
ensure a decay curve starting at least 35 dB above the background noise in the corresponding frequency
band. If T is to be measured, it is necessary to create a level at least 45 dB above the background level in
30
each frequency band.
For measurements in octave bands, the bandwidth of the signal shall be greater than one octave, and for
measurements in one-third-octave bands, the bandwidth of the signal shall be greater than one-third octave.
The spectrum shall be reasonably flat within the actual octave band to be measured. Alternatively, the
broadband noise spectrum may be shaped to provide a pink spectrum of steady-state reverberant sound in
the enclosure from 88 Hz to 5 657 Hz. Thus, the frequency range covers the one-third-octave bands with
mid-band frequencies from 100 Hz to 5 kHz or octave bands from 125 Hz to 4 kHz.
For the engineering and precision methods, the duration of excitation of the room needs to be sufficient for the
sound field to have achieved a steady state before the source is switched off. Thus, it is essential for the noise
to be radiated for at least a few seconds and not less than half the reverberation time.
For the survey method, a short excitation or an impulse signal may be used as an alternative to the interrupted
noise signal. However, in that case, the measuring accuracy is less than that stated in 7.1.
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5.2.2 Averaging of measurements
The number of microphone positions used will be determined by the accuracy required (see Annex A).
However, in view of the randomness inherent in the source signal, it is necessary to average over a number of
measurements at each position in order to achieve an acceptable measurement uncertainty (see 7.1). The
averaging in each position can be made in two different ways: either
⎯ find the individual reverberation times for all the decay curves and take the mean value, or
⎯ make an ensemble average of the squared sound pressure decays and find the reverberation time of the
resulting decay curve.
The individual decays are superposed with their beginnings synchronised. The discrete squared sound
pressure sample values are summed for each time interval increment of the decays and the sequence of
these sums is used as a single overall ensemble decay from which T is then evaluated (see Reference [20]). It
is important that the sound power emitted by the source be kept the same for all measurements. This is the
preferred method.
5.3 Integrated impulse response method
5.3.1 General
The impulse response from a source position to a receiver position in a room is a well-defined quantity that
can be measured in a variety of ways (e.g. using pistol shots, spark gap impulses, noise bursts, chirps or
MLSs as signals). It is not the aim of this part of ISO 3382 to exclude any other method that can yield the
correct impulse response.
5.3.2 Excitation of the room
The impulse response can be measured directly using an impulse source such as a pistol shot or any other
source that is not reverberant itself as long as its spectrum is broad enough to meet the requirements of 5.2.1.
The impulse source shall be able to produce a peak sound pressure level sufficient to ensure a decay curve
starting at least 35 dB above the background noise in the corresponding frequency band. If T is to be
30
measured, it is necessary to create a level at least 45 dB above the background level.
Special sound signals may be used which yield the impulse response only after special processing of the
recorded microphone signal (see ISO 18233). This can provide an improved signal-to-noise ratio. Sine
sweeps or pseudo
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 3382-1
Première édition
2009-06-15
Acoustique — Mesurage des paramètres
acoustiques des salles —
Partie 1:
Salles de spectacles
Acoustics — Measurement of room acoustic parameters —
Part 1: Performance spaces
Numéro de référence
ISO 3382-1:2009(F)
©
ISO 2009
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ii © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 3382-1:2009(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions.1
4 Conditions de mesurage.3
5 Modes opératoires de mesurage.7
6 Évaluation des courbes de décroissance .9
7 Incertitude de mesure .9
8 Moyennage spatial.11
9 Présentation des résultats .11
Annexe A (informative) Critères pour les auditoriums dérivés des réponses impulsionnelles .13
Annexe B (informative) Critères binauraux en auditoriums dérivés des réponses impulsionnelles.22
Annexe C (informative) Critères de scène dérivés des réponses impulsionnelles.24
Bibliographie .26
© ISO 2009 – Tous droits réservés iii
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ISO 3382-1:2009(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 3382-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 43, Acoustique, sous-comité SC 2, Acoustique
des bâtiments.
Cette première édition de l'ISO 3382-1, conjointement avec l'ISO 3382-2 et l'ISO 3382-3, annule et remplace
l'ISO 3382:1997, qui a fait l'objet d'une révision technique. L'Annexe A a été étendue par l’incorporation
d’informations sur le seuil différentiel (JND), le moyennage en fréquence recommandé et l'ajout d'un nouveau
paramètre pour l'enveloppement de l'auditeur (LEV). Une nouvelle Annexe C a été ajoutée; elle contient des
paramètres relatifs aux conditions acoustiques sur le plateau d'orchestre.
L'ISO 3382 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Acoustique — Mesurage des
paramètres acoustiques des salles:
⎯ Partie 1: Salles de spectacles
⎯ Partie 2: Durée de réverbération des salles ordinaires
Les espaces décloisonnés feront l'objet d'une future partie 3.
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ISO 3382-1:2009(F)
Introduction
La durée de réverbération dans une salle était considérée comme l’indicateur prédominant de ses propriétés
acoustiques. Alors que la durée de réverbération est toujours considérée comme un paramètre significatif, on
s'accorde à reconnaître que d'autres types de mesurages, tels que les niveaux relatifs de pression
acoustique, les rapports énergétiques précoces/tardifs, les fractions d'énergie latérale, les fonctions
d’intercorrélations binaurales et les niveaux de bruit de fond sont nécessaires à une évaluation plus complète
de la qualité acoustique des salles.
La présente partie de l'ISO 3382 établit une méthode permettant d'obtenir les durées de réverbération à partir
de réponses impulsionnelles et de bruit interrompu. Les annexes présentent les concepts et les modes
opératoires détaillés pour certains mesurages plus récents, mais ne constituent pas une partie formelle des
spécifications de la présente partie de l'ISO 3382. L'objectif est de pouvoir comparer les mesurages de la
durée de réverbération avec une plus grande certitude, ainsi que de promouvoir et de parvenir à un
consensus concernant l'utilisation des méthodes de mesurage les plus récentes.
L'Annexe A présente des critères fondés sur des réponses impulsionnelles quadratiques, à savoir un critère
supplémentaire de la réverbération (durée de décroissance initiale) et des critères des niveaux de pression
relatifs, des rapports énergétiques précoces/tardifs ainsi que des fractions d'énergie latérale pour les
auditoriums. Il reste encore beaucoup à faire dans ces catégories pour déterminer les critères qui conviennent
le mieux à une normalisation, mais puisqu'elles peuvent toutes être dérivées des réponses impulsionnelles, il
convient de présenter la réponse impulsionnelle comme base des mesurages normalisés. L'Annexe B
présente les mesurages binauraux et les simulateurs tête et torse (têtes artificielles) nécessaires à ces
mesurages pour les auditoriums. L'Annexe C présente les critères de support qui se sont avérés utiles pour
évaluer les conditions acoustiques du point de vue des musiciens.
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NORME INTERNATIONALE ISO 3382-1:2009(F)
Acoustique — Mesurage des paramètres acoustiques des
salles —
Partie 1:
Salles de spectacles
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 3382 spécifie des méthodes pour le mesurage de la durée de réverbération et
d'autres paramètres acoustiques dans les salles de spectacles. Elle décrit le mode opératoire de mesurage,
l'appareillage nécessaire, la couverture requise et la méthode d'évaluation des données et de présentation du
rapport d'essai. Elle est destinée à l'application des techniques de mesurage numériques modernes et à
l'évaluation des paramètres acoustiques des salles à partir de réponses impulsionnelles.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
CEI 61260, Électroacoustique — Filtres de bande d'octave et de bande d'une fraction d'octave
CEI 61672-1, Électroacoustique — Sonomètres — Partie 1: Spécifications
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
courbe de décroissance
représentation graphique de la décroissance du niveau de pression acoustique dans un local en fonction du
temps, après l’arrêt de la source sonore
[ISO 354:2003, 3.1]
NOTE 1 Cette décroissance peut être soit mesurée après l'arrêt réel d'une source sonore continue dans la salle, soit
déduite de l'intégration rétrograde du carré de la réponse impulsionnelle de la salle (voir l'Article 5).
NOTE 2 La décroissance obtenue directement après application d'une excitation non continue dans la salle (par
exemple en enregistrant le bruit du tir d'une arme à feu à l'aide d'un enregistreur de niveau) n'est pas recommandée pour
une évaluation exacte de la durée de réverbération. Cette méthode est utilisée uniquement à des fins de contrôle. En
général, la décroissance de la réponse impulsionnelle dans une salle n'est pas une simple décroissance exponentielle et
la pente est donc différente de celle de la réponse impulsionnelle intégrée.
3.2
méthode du bruit interrompu
méthode d’obtention de courbes de décroissance par enregistrement direct de la décroissance du niveau de
pression acoustique après excitation d’un local avec un bruit à large bande ou un bruit limité en fréquences
[ISO 354:2003, 3.3]
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3.3
méthode de la réponse impulsionnelle intégrée
méthode d’obtention de courbes de décroissance par intégration inverse du temps des réponses
impulsionnelles au carré
[ISO 354:2003, 3.4]
3.4
réponse impulsionnelle
évolution temporelle de la pression acoustique observée en un point de la salle par suite de l’émission d’une
impulsion de Dirac en un autre point de la salle
[ISO 354:2003, 3.5]
NOTE Dans la pratique, il est impossible de créer et de rayonner des fonctions delta de Dirac vraies, mais des sons
transitoires courts (par exemple de coups de feu) peuvent fournir des approximations suffisamment proches pour les
mesurages pratiques. Une autre technique de mesure consiste toutefois à prendre une période d’un signal de type
séquentiel de longueur maximale, ou un autre signal certain à spectre plat, et à ramener la réponse mesurée à une
réponse impulsionnelle.
3.5
durée de réverbération
T
〈paramètres acoustiques d'une salle〉 durée nécessaire pour que l'énergie volumique acoustique moyenne
dans une enceinte décroisse de 60 dB après l'arrêt de l'émission de la source
NOTE 1 La durée de réverbération est exprimée en secondes.
NOTE 2 La durée de réverbération, T, peut être évaluée en se fondant sur une plage dynamique inférieure à 60 dB
puis en extrapolant au temps correspondant à une décroissance de 60 dB. Elle est ensuite notée en conséquence. Ainsi,
si T est dérivée du premier instant où la courbe de décroissance atteint 5 dB et 25 dB au-dessous du niveau initial, elle est
notée T . Si des valeurs de décroissance de 5 dB à 35 dB au-dessous du niveau initial sont utilisées, elle est notée T .
20 30
3.6 États d'occupation
3.6.1
état d'inoccupation
état d'une salle prête pour utilisation par des orateurs ou des musiciens et un public, mais sans que ces
personnes ne soient présentes; pour les salles de concert et les opéras, il est préférable que les sièges des
musiciens, les pupitres à musique et les instruments à percussion soient présents
3.6.2
état type studio
〈salles de conférence et de concert〉 état d'une salle uniquement occupée par les musiciens ou les orateurs,
sans public (par exemple lors de répétitions ou d'enregistrements sonores), le nombre de musiciens et autres
personnes, telles que les techniciens, correspondant au nombre habituel
3.6.3
état d'occupation
état d'un auditorium ou d'une salle de spectacle lorsque 80 % à 100 % des sièges sont occupés
NOTE La durée de réverbération mesurée dans une salle sera influencée par le nombre de personnes présentes et
les états d'occupation ci-dessus sont définis à des fins de mesurage.
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4 Conditions de mesurage
4.1 Généralités
Les mesurages de la durée de réverbération peuvent être effectués pour chaque ou tous les états
d'occupation de la salle. Lorsque la salle dispose d'éléments réglables permettant de faire varier les
conditions acoustiques, il peut être pertinent d'effectuer des mesurages séparés pour chaque configuration
prévue de ces éléments. Il convient de mesurer la température et l'humidité relative de l'air de la salle avec,
respectivement, une exactitude de ± 1 °C et ± 5 %.
Une description précise de l'état d'occupation de la salle a une importance décisive dans l'évaluation des
résultats obtenus lors du mesurage de la durée de réverbération. Les occupations extraordinaires (telles que
celles engendrées dans une salle de concert par la présence d'un orchestre plus important que d'ordinaire ou
par la présence d'un chœur ou de spectateurs debout) doivent être notées avec les résultats.
Dans les salles de spectacles, il faut différencier les états «rideau de fer de sécurité levé» et «rideau de fer de
sécurité baissé», «fosse d'orchestre ouverte» et «fosse d'orchestre fermée», ainsi que les états «orchestre
assis sur la scène» avec ou sans décors de concert. Dans tous ces différents cas, un mesurage peut être
utile. Si le rideau de fer de sécurité est levé, la quantité de décor sur la scène est importante et doit être
décrite.
Lorsque des éléments variables impliquent des techniques actives (c'est-à-dire électroniques), il convient de
mesurer aussi les effets de celles-ci. Cependant, étant donné que certains types de systèmes électroniques
d'amélioration de la réverbération génèrent dans la salle des conditions non stationnaires dans le temps, il n'y
aura pas une réponse impulsionnelle unique et il convient d'utiliser avec circonspection le moyennage
synchrone au cours des mesurages.
4.2 Appareillage
4.2.1 Source sonore
La source sonore doit être aussi omnidirectionnelle que possible; voir Tableau 1. Elle doit produire un niveau
de pression acoustique suffisant pour générer des courbes de décroissance ayant la plage dynamique
minimale requise, sans perturbation par le bruit de fond. Dans le cas de mesurages de réponses
impulsionnelles utilisant des séquences pseudo-aléatoires, le niveau de pression acoustique requis peut être
assez bas parce qu'une forte amélioration du rapport signal/bruit peut être obtenue par un moyennage
synchrone. Dans le cas de mesurages ne faisant pas appel à une technique de moyennage synchrone (ou
autre) pour étendre la plage de décroissance, il sera alors nécessaire d'utiliser un niveau de source sonore
qui se situe à au moins 45 dB au-dessus du niveau du bruit de fond dans la bande de fréquences
correspondante. Si seul T est à mesurer, il suffit de générer un niveau qui se situe à au moins 35 dB au-
20
dessus du niveau du bruit de fond.
Le Tableau 1 indique les écarts de directivité maximaux acceptables lorsqu'ils sont moyennés sur des arcs
«glissants» de 30° en champ libre. Dans le cas où un plateau tournant ne peut pas être utilisé, il convient
d'effectuer des mesurages tous les 5°, puis des moyennes «glissantes» couvrant chacune six points
successifs. La valeur de référence doit être déterminée à partir de la moyenne énergétique sur 360° dans le
plan de mesurage. La distance minimale entre la source et le microphone doit être de 1,5 m pendant ces
mesurages.
Tableau 1 — Écart maximal de directivité de la source, en décibels, mesurée en champ libre
pour une excitation par un bruit rose filtré dans des bandes d'octave
Fréquence, hertz 125 250 500 1 000 2 000 4 000
Écart maximal, décibels
± 1 ± 1 ± 1 ± 3 ± 5 ± 6
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4.2.2 Microphones et appareillage d'enregistrement et d'analyse
4.2.2.1 Généralités
Des microphones omnidirectionnels doivent être utilisés pour capter la pression acoustique et peuvent être
⎯ soit connectés directement à un amplificateur, un ensemble de filtres et un système d'affichage des
courbes de décroissance, ou un appareillage d'analyse permettant de calculer les réponses
impulsionnelles,
⎯ soit connectés à un enregistreur de signaux en vue d'une analyse ultérieure.
4.2.2.2 Microphone et filtres
L'appareillage de mesurage doit satisfaire aux prescriptions d'un sonomètre de type 1 conformément à la
CEI 61672-1. Les filtres d'octave ou de tiers d'octave doivent être conformes à la CEI 61260. Il convient que le
microphone soit aussi petit que possible et, de préférence, équipé d'un diaphragme de 13 mm de diamètre au
maximum. Les microphones d'un diamètre allant jusqu'à 26 mm sont autorisés s'ils sont du type réponse en
pression ou du type réponse en champ libre, mais équipés d'un correcteur d'incidence aléatoire produisant
une réponse en fréquence plane en cas d'incidence aléatoire.
4.2.2.3 Dispositif enregistreur
Si la décroissance acoustique est enregistrée initialement sur un magnétophone à bande ou sur un dispositif
d'enregistrement numérique, une commande automatique de gain ou d'autres circuits d'optimisation
dynamique du rapport signal/bruit ne doivent pas être utilisés. La durée d'enregistrement de chaque
décroissance doit être suffisamment longue pour déterminer le niveau du bruit de fond final après la
décroissance; la durée minimale recommandée est de cinq secondes en plus de la durée de réverbération
attendue.
Le dispositif enregistreur doit avoir les caractéristiques suivantes pour la combinaison particulière des vitesses
d'enregistrement et de lecture utilisées.
a) La réponse en fréquence doit être uniforme sur la gamme de fréquences de mesurage, avec une
tolérance inférieure à ± 3 dB.
b) La plage dynamique doit être suffisante pour l'étendue minimale de la courbe de décroissance requise.
Dans le cas de décroissances d'un bruit interrompu, l'enregistreur doit pouvoir fournir un rapport
signal/bruit d'au moins 50 dB dans chaque bande de fréquences concernée.
0,1 × n
c) Le rapport vitesse de lecture/vitesse d'enregistrement doit être de 10 avec une tolérance de ± 2 %,
où n est un entier, y compris zéro.
NOTE Si la transposition en vitesse est utilisée en mode lecture, la transposition en fréquence correspondante sera
alors un nombre entier d'espacements normalisés de bande de tiers d'octave ou, si n est un multiple de trois, un nombre
entier d'espacements de bande d'octave.
Lorsqu'un magnétophone à bande est utilisé, concernant la vitesse de réponse de l'appareil dans la
réalisation d'un enregistrement de la décroissance dans le temps du niveau de pression acoustique
(voir 4.2.2.4), T se rapporte alors à la durée de réverbération effective du signal lu. Celle-ci ne sera différente
de la durée de réverbération réelle de la salle que si la vitesse de lecture diffère de la vitesse
d'enregistrement.
Lorsque la décroissance a été enregistrée en vue d'une relecture par le biais de filtres et d'un dispositif
intégrateur, il peut être avantageux d'effectuer une inversion dans le temps des réponses au cours de la
lecture (voir Référence [10]).
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4.2.2.4 Appareillage d'enregistrement de la décroissance du niveau sonore
L'appareillage utilisé pour réaliser (et afficher et/ou évaluer) l'enregistrement de la décroissance doit utiliser
l'un des éléments suivants:
a) moyennage exponentiel, avec courbe continue en sortie;
b) moyennage exponentiel, avec sortie sous forme de points d'échantillonnage discrets successifs à partir
de la moyenne continue;
c) moyennage linéaire, avec en sortie des moyennes linéaires discrètes successives (dans certains cas,
avec de petites pauses entre les mesurages effectués).
Le temps d'intégration, c'est-à-dire la constante de temps d'un dispositif à moyennage exponentiel (ou
dispositif équivalent approprié), doit être inférieur à T/30, mais aussi proche que possible de cette valeur. De
même, le temps de moyennage d'un dispositif à moyennage linéaire doit être inférieur à T/12. T représente ici
la durée de réverbération mesurée ou, le cas échéant, la durée de réverbération effective décrite dans
l'avant-dernier alinéa de 4.2.2.3.
Dans les appareils où l'enregistrement de décroissance se présente sous la forme d'une succession de points
discrets, l'intervalle de temps entre les points de l'enregistrement doit être inférieur à 1,5 fois le temps de
moyennage du dispositif.
Dans tous les cas où l'enregistrement de décroissance doit être évalué visuellement, ajuster l'échelle de
temps de l'affichage de sorte que la pente de l'enregistrement soit aussi proche que possible de 45°.
NOTE 1 Le temps de moyennage d'un dispositif à moyennage exponentiel est égal à 4,34 dB [= 10 lg(e)] divisé par le
taux de décroissance du dispositif, en décibels par seconde.
NOTE 2 Les enregistreurs de niveaux disponibles dans le commerce, dans lesquels le niveau de pression acoustique
est enregistré sous forme de diagramme en fonction du temps, sont à peu près équivalents aux dispositifs à moyennage
exponentiel.
NOTE 3 Lorsqu'un dispositif à moyennage exponentiel est utilisé, un temps d'intégration nettement inférieur à T/30
n'offre que peu d'avantages. Lorsqu'un dispositif à moyennage linéaire est utilisé, définir un intervalle entre les points
nettement inférieur à T/12 ne présente aucun intérêt. Dans certains modes opératoires de mesurage séquentiel, il est
possible de réinitialiser le temps d'intégration de manière appropriée pour chaque bande de fréquences. Dans d'autres
modes opératoires, cela n'est pas possible et un temps ou un intervalle de moyennage choisi comme ci-dessus, avec pour
référence la durée de réverbération la plus courte dans une bande, est utilisé pour les mesurages dans toutes les bandes.
4.2.2.5 Indication de saturation
Aucune surcharge ne doit être admise à un quelconque niveau de l'appareil de mesurage. Lorsque des
sources sonores impulsionnelles sont utilisées, des dispositifs indicateurs du niveau de crête doivent être
utilisés pour détecter les saturations.
4.3 Positions de mesurage
Il convient de positionner les sources sonores aux endroits de la salle où seront généralement situées les
sources sonores naturelles. Au moins deux positions de source doivent être utilisées. Il convient que le centre
acoustique de la source soit situé à 1,5 m au-dessus du sol.
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Il convient que les microphones soient placés à des positions représentatives des positions où se trouveront
normalement les auditeurs. Pour les mesurages de la durée de réverbération, il est important que les
positions de mesurage échantillonnent la totalité de l'espace; pour les paramètres acoustiques de la salle
décrits à l'Annexe A et à l'Annexe B, il convient également que ces positions soient choisies de manière à
fournir des informations sur les variations systématiques possibles en fonction de la position dans la salle. Les
positions de microphone doivent être éloignées les unes des autres d'au moins une demi-longueur d'onde,
c'est-à-dire d'une distance de 2 m environ pour la gamme de fréquences usuelle. Les microphones doivent
être placés à au moins un quart de longueur d'onde (environ 1 m en règle générale) de la surface
réfléchissante la plus proche, y compris le sol. Voir l'Article A.4 pour plus de détails.
Aucun microphone ne doit être trop proche des diverses sources afin d'éviter une trop forte influence du son
direct. Dans les salles de conférence et de concert, il convient de placer les microphones à une hauteur de
1,2 m au-dessus du sol, ce qui correspond à la hauteur des oreilles d'auditeurs moyens assis dans des sièges
types.
La répartition des positions de microphones doit être choisie afin d'anticiper les principales influences
susceptibles de provoquer des différences de durée de réverbération dans la salle. Ces différences sont
observées, par exemple, au niveau des places situées à proximité des murs, sous les balcons ou dans des
espaces découplés (par exemple les transepts ou le chœur des églises par rapport à la nef). Il est nécessaire
d'estimer la régularité de la répartition «acoustique» dans les différentes zones assises, l'égalité du couplage
des différentes parties du volume et la proximité de perturbations locales.
Pour mesurer la durée de réverbération, il peut être utile d'évaluer la salle par rapport aux critères suivants
(qui, dans de nombreux cas, nécessiteront une simple évaluation visuelle) afin de déterminer si de simples
moyennes spatiales décriront la salle de manière adéquate:
a) les matériaux des surfaces de séparation et des éventuels éléments suspendus sont, du point de vue de
leurs propriétés d'absorption et de diffusion, répartis de manière raisonnablement homogène sur les
surfaces qui entourent la salle, et
b) toutes les parties du volume de la salle communiquent assez également les unes avec les autres, auquel
cas trois ou quatre positions de microphone suffiront alors — ces positions étant choisies de manière à
couvrir la zone des places assises, selon une disposition uniformément répartie — et les résultats des
mesurages peuvent être moyennés.
Pour le critère a) ci-dessus, si le plafond, les murs latéraux, avant et arrière, lorsqu'ils sont évalués
individuellement, ne comportent aucune zone couvrant plus de 50 % de leurs surfaces respectives, dont les
propriétés diffèrent de celles des surfaces restantes, il est alors possible de considérer que la répartition est
raisonnablement uniforme (dans certains espaces, il peut s'avérer utile de considérer approximativement la
géométrie de la salle comme un parallélépipède rectangle pour cette évaluation).
Pour le critère b) ci-dessus, il est possible de considérer que le volume de la salle réagit comme un espace
unique si aucune partie de la surface du sol, dont la ligne de visibilité est bloquée vers une autre partie de la
salle, ne représente plus de 10 % du volume total de la salle.
Si ces conditions ne sont pas remplies, la salle est alors susceptible de présenter des zones ayant des durées
de réverbération différentes, qui doivent être analysées et mesurées séparément.
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5 Modes opératoires de mesurage
5.1 Généralités
Deux méthodes de mesurage de la durée de réverbération sont décrites dans la présente partie de
l’ISO 3382: la méthode du bruit interrompu et la méthode de réponse impulsionnelle intégrée. Ces deux
méthodes ont la même moyenne théorique. La plage de fréquences dépend de l'objectif des mesurages. Si
les bandes de fréquences spécifiques ne font l'objet d'aucune exigence, il convient que la plage de
fréquences s'étende au moins de 250 Hz à 2 000 Hz pour la méthode de contrôle. Pour les méthodes
d'expertise et de précision, il convient que la plage de fréquences s'étende au moins de 125 Hz à 4 000 Hz en
bandes d'octave ou de 100 Hz à 5 000 Hz en bandes de tiers d'octave.
5.2 Méthode du bruit interrompu
5.2.1 Excitation de la salle
Un haut-parleur doit être utilisé et le signal envoyé dans le haut-parleur doit provenir d'un bruit électrique à
large bande aléatoire ou pseudo-aléatoire. S'il s
...
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