ISO 12354-4:2017
(Main)Building acoustics — Estimation of acoustic performance of buildings from the performance of elements — Part 4: Transmission of indoor sound to the outside
Building acoustics — Estimation of acoustic performance of buildings from the performance of elements — Part 4: Transmission of indoor sound to the outside
ISO 12354-4:2017 specifies a calculation model to estimate the sound power level radiated by the envelope of a building due to airborne sound inside that building, primarily by means of measured sound pressure levels inside the building and measured data which characterize the sound transmission by the relevant elements and openings in the building envelope. These sound power levels, together with those of other sound sources in or in front of the building envelope, form the basis for the calculation of the sound pressure level at a chosen distance from a building as a measure for the acoustic performance of buildings. The prediction of the inside sound pressure level from knowledge of the indoor sound sources is outside the scope of this document. The prediction of the outdoor sound propagation is outside the scope of this document. NOTE For simple propagation conditions an approach is given for the estimation of the sound pressure level in Annex E. ISO 12354-4:2017 describes the principles of the calculation model, lists the relevant quantities and defines its applications and restrictions.
Acoustique du bâtiment — Calcul de la performance acoustique des bâtiments à partir de la performance des éléments — Partie 4: Transmission du bruit intérieur à l'extérieur
ISO 12354-4:2017 spécifie un modèle de calcul permettant de déterminer le niveau de puissance acoustique rayonné par l'enveloppe d'un bâtiment du fait du bruit aérien à l'intérieur de ce bâtiment, principalement à l'aide des niveaux de pression acoustique mesurés à l'intérieur du bâtiment et des données mesurées qui caractérisent la transmission acoustique des éléments et ouvertures de l'enveloppe du bâtiment. Ces niveaux de puissance acoustique ainsi que ceux provenant d'autres sources sonores se trouvant dans ou devant l'enveloppe du bâtiment constituent la base de calcul du niveau de pression acoustique à une distance déterminée d'un bâtiment pour mesurer les performances acoustiques des bâtiments. La prévision du niveau de pression acoustique intérieur à partir de la connaissance des sources sonores intérieures n'entre pas dans le domaine d'application du présent document. La prévision de la propagation du bruit à l'extérieur n'entre pas dans le domaine d'application du présent document. NOTE Pour des conditions de propagation simple, l'Annexe E présente une approche permettant une estimation du niveau de pression acoustique. ISO 12354-4:2017 décrit les principes du modèle de calcul, liste les grandeurs significatives, et définit les applications et les limites de ce modèle.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12354-4
First edition
2017-07
Building acoustics — Estimation of
acoustic performance of buildings
from the performance of elements —
Part 4:
Transmission of indoor sound to the
outside
Acoustique du bâtiment — Calcul de la performance acoustique des
bâtiments à partir de la performance des éléments —
Partie 4: Transmission du bruit intérieur à l’extérieur
Reference number
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ISO 2017
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ISO 12354-4:2017(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 Quantities to express building performance . 2
3.2 Quantities to express element performance . 2
3.3 Other terms and quantities . 3
4 Calculation model . 3
4.1 General principles . 3
4.2 Determination of substitute point sound sources . 4
4.3 Determination of the sound power level for a substitute point source . 5
4.3.1 General. 5
4.3.2 Segment of structural elements of the building envelope. 5
4.3.3 Segment of openings . 6
4.4 Determination of the directivity correction for a substitute point source . 7
4.5 Limitations . 7
5 Accuracy . 7
Annex A (normative) List of symbols . 8
Annex B (informative) Interior sound field . 9
Annex C (informative) Sound reduction index .10
Annex D (informative) Directivity of sound radiation .11
Annex E (informative) Simplified model to predict exterior sound pressure levels .12
Annex F (informative) Application of the model to single number ratings .15
Annex G (informative) Calculation example .17
Bibliography .23
© ISO 2017 – All rights reserved iii
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ISO 12354-4:2017(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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment,
as well as information about ISO’s adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the
Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: www . i so .org/ iso/ foreword .html.
This document was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical
Committee CEN/TC 126, Acoustic properties of building elements and of buildings, in collaboration with
ISO Technical Committee TC 43, Acoustics, SC 2, Building acoustics, in accordance with the agreement on
technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This first edition cancels and replaces ISO 15712-4:2005, which has been technically revised.
A list of all the parts in the ISO 12354 series can be found on the ISO website.
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ISO 12354-4:2017(E)
Introduction
This document is part of a series specifying calculation models in building acoustics.
Although this document covers the main types of building construction it cannot as yet cover all
variations in the construction of buildings. It sets out an approach for gaining experience for future
improvements and developments.
The accuracy of this document alone is difficult to specify since it forms just one link in the chain of
inside sound level, sound radiation and sound propagation outdoors; the first and last item are not
covered by this document. The accuracy can only be specified after widespread comparisons with field
data in combination with other prediction standards, i.e. those for outdoor sound propagation. It is the
responsibility of the user (i.e. a person, an organization, the authorities) to address the consequences of
the accuracy, inherent for all measurement and prediction methods, by specifying requirements for the
input data and/or applying a safety margin to the results or applying some other correction.
It is intended for acoustical experts and provides the framework for the development of application
documents and tools for other users in the field of building construction, taking into account local
circumstances.
© ISO 2017 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 12354-4:2017(E)
Building acoustics — Estimation of acoustic performance
of buildings from the performance of elements —
Part 4:
Transmission of indoor sound to the outside
1 Scope
This document specifies a calculation model to estimate the sound power level radiated by the envelope
of a building due to airborne sound inside that building, primarily by means of measured sound
pressure levels inside the building and measured data which characterize the sound transmission by
the relevant elements and openings in the building envelope. These sound power levels, together with
those of other sound sources in or in front of the building envelope, form the basis for the calculation of
the sound pressure level at a chosen distance from a building as a measure for the acoustic performance
of buildings.
The prediction of the inside sound pressure level from knowledge of the indoor sound sources is outside
the scope of this document.
The prediction of the outdoor sound propagation is outside the scope of this document.
NOTE For simple propagation conditions an approach is given for the estimation of the sound pressure level
in Annex E.
This document describes the principles of the calculation model, lists the relevant quantities and
defines its applications and restrictions.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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.
ISO 7235, Acoustics — Laboratory measurement procedures for ducted silencers and air-terminal units —
Insertion loss, flow noise and total pressure loss
ISO 10140-1:2016, Acoustics — Laboratory measurement of sound insulation of building elements —
Part 1: Application rules for specific products
ISO 16283-3, Acoustics — Field measurement of sound insulation in buildings and of building elements —
Part 3: Airborne sound insulation of façades
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions, and the symbols and units
listed in Annex A, apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at http:// www .iso .org/ obp
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ISO 12354-4:2017(E)
3.1 Quantities to express building performance
3.1.1
sound power level
L
W
sound power level of a substitute point sound source
3.1.2
directivity correction
D
c
deviation in decibels between the sound pressure level of a point sound source in a specified direction
and the level of an omni-directional point source producing the same sound power level
3.2 Quantities to express element performance
NOTE For the calculations, additional information on constructions could be necessary; for example, the
shape of the building envelope, areas, etc.
3.2.1
sound reduction index
R
ten times the common logarithm of the ratio of the sound power W incident on a test specimen to the
1
sound power W transmitted through the specimen, which is evaluated from
2
W
1
R = 10 lg dB
W
2
Note 1 to entry: This quantity shall be determined in accordance with ISO 10140-1:2016, Annexes A, B, C and D or
ISO 16283-1.
3.2.2
element normalized level difference
D
n,e
difference in the space and time average sound pressure level produced in two rooms by a source in
one room, where sound transmission is only due to a small technical element (e.g. transfer air devices,
electrical cable ducts, transit sealing systems), which is evaluated from
A
DL=−L − 10 lg dB
n,e1 2
A
0
where A is the equivalent sound absorption area in the receiving room, in square metres.
Note 1 to entry: D is normalized to the reference equivalent sound absorption area (A ) in the receiving room;
n,e o
2
A = 10 m .
o
Note 2 to entry: This quantity shall be determined in accordance with ISO 10140-1:2016, Annex E.
3.2.3
insertion loss
D
reduction in sound power level at a given location behind the element due to the
insertion of the element into the duct in place of a hard-walled duct section
Note 1 to entry: This quantity shall be determined in accordance with ISO 7235.
Note 2 to entry: For elements where this document does not apply equivalent methods should be used.
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ISO 12354-4:2017(E)
3.3 Other terms and quantities
3.3.1
sound pressure level
L
p
measure of sound at a specified reception point outside a building, due to the sound produced inside
the building and by sources associated with the building as normally determined by measurements
according to local requirements (specifying relevant positions, integration period and source
conditions)
Note 1 to entry: The sound pressure level is normally A-weighted.
3.3.2
total attenuation due to propagation
A
tot
level difference between the radiated sound power and the sound pressure at a position at distance d
from the building envelope due to the total of all propagation effects
Note 1 to entry: Propagation effects include geometrical divergence, air absorption, ground effect, screening, etc.
3.3.3
diffusivity term
C
d
level difference between the sound pressure level at 1 m to 2 m from the inside face of the relevant
building element and the intensity level of the incident sound perpendicular to that element
Note 1 to entry: For a diffuse field and reflecting walls, the diffusivity term is C = –6 dB; for other situations it
d
can have a value between 0 dB and –6 dB.
3.3.4
inside sound pressure level
L
p,in
sound pressure level inside the building, 1 m to 2 m from the considered element or segment of the
building envelope
Note 1 to entry: In the case of a diffuse sound field, this corresponds to the average sound pressure level in the
diffuse sound field.
3.3.5
substitute point source
point source for which the radiated sound is the same as that of a segment of the building envelope
Note 1 to entry: The segment can be composed of one or more building elements or of one or more openings.
4 Calculation model
4.1 General principles
The total sound pressure level at a reception point that is a chosen distance from a building is
determined by the following contributions:
— the sound radiated by the elements of the building envelope due to the sound pressure level inside;
— the sound radiated by individual sound sources, fixed in or onto the outside of the building;
— the outdoor sound propagation (effects of distance, air absorption, ground effect, screening,
reflections, etc.).
The sound radiation by the building envelope may be represented by the radiation of one or more
substitute point sources. Each point source can represent the contribution of a segment of the building
envelope or a group of individual sound sources. The number of point sources required to adequately
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ISO 12354-4:2017(E)
represent a building depends upon the distance of each reception point from the building and the
variation in propagation effects. Normally, the building envelope is represented by at least one point
source for each side, i.e. walls and roofs, but often several point sources are required for each side.
The sound pressure level at a reception point outside the building is determined from the contributions
of each substitute point source according to Formula (1):
LL=+DA− (1)
pW ctot
where
L is the sound pressure level at a reception point outside the building due to the sound radiation
p
of a substitute point source, in decibels;
L is the sound power level of the substitute point source, in decibels;
W
D is the directivity correction for the substitute point sources in the direction of the reception
c
point, in decibels;
A is the total attenuation that occurs during sound propagation from the substitute point source
tot
to the reception point, in decibels.
The calculation model described in this document is restricted to the calculation of the sound power
level of the substitute point sources for the building elements and openings in the building envelope
from data on
— the inside sound pressure level, and
— the elements which form the building envelope.
The model also gives indications of the directivity correction that can be expected for various types
of elements. The inside sound pressure level will normally be the equivalent sound pressure level over
a specified period according to the relevant requirements. However, other types of levels can also be
used, for instance the maximum level. The calculation of the inside sound pressure level is outside the
scope of this document.
The calculation of the contribution of individual sound sources is outside the scope of this document.
The total attenuation A due to propagation effects, necessary for the prediction of the sound pressure
tot
level at the reception point, can be estimated according to available methods for outdoor propagation,
based on a point source approach. The calculation of these propagation effects is outside the scope of
this document.
NOTE One such method is given in ISO 9613-2, where the total attenuation is indicated as A. The total
attenuation follows from the addition of the attenuation due to various propagation effects, such as geometrical
divergence, air absorption, ground effect, screening, etc.
However, for simple propagation conditions an approach is given for the estimation of the sound
pressure level in Annex E.
A calculation example is given in Annex G.
4.2 Determination of substitute point sound sources
The elements contributing to the sound radiation are divided into two groups:
— plane radiators, such as structural elements of the building envelope, i.e. walls, roof, windows,
2
doors, including small building elements with an area of typically less than 1 m , such as grids and
openings;
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ISO 12354-4:2017(E)
2
— larger openings, area typically 1 m or more, i.e. large ventilation openings, open doors, open
windows.
To calculate the sound propagation outside the building each element can be represented by a substitute
point sound source. However, the building may also be divided into larger segments which are each
represented by a substitute point sound source. For the segmentation the following rules apply:
— the sound propagation to the nearest reception points of interest (A ) is the same for all elements
tot
of a segment;
— the distance to the nearest reception point of interest is larger than twice the largest dimension of
the segment;
— for the elements in a segment the same inside sound pressure level is applicable;
— for the elements in a segment the same directivity is applicable.
If one or more of these conditions is not fulfilled, choose different segments for instance smaller
segments, until these conditions are met.
Unless otherwise specified in the propagation model, the point source representing a vertical segment
is positioned at half the width of the segment and 2/3 the height of the segment; for all other segments
the position is at the centroid of the segment.
4.3 Determination of the sound power level for a substitute point source
4.3.1 General
For each segment the sound power level is determined from the following input data:
— sound pressure level inside: L ;
p,in
— sound reduction index of large building element i of the building envelope: R ;
i
— element normalized level difference of small element i: D ;
n,e,i
— insertion loss of silencing element for opening i: D ;
i
— area of building element or opening i: S
i.
4.3.2 Segment of structural elements of the building envelope
The sound power level for the substitute point source is determined by Formula (2):
S
′
LL=+CR− +10lg (2)
Wp,ind
S
o
where
L is the sound pressure level at 1 m to 2 m from the inside of the segment, in decibels;
p,in
C is the diffusivity term for the inside sound field at the segment, in decibels;
d
R′ is the apparent sound reduction index for the segment, in decibels;
S is the area of the segment, in square metres;
2
S is the reference area, in square metres ; S = 1 m .
o o
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The apparent sound reduction index for the segment follows from the data on the composing elements
i by Formula (3):
m mn+
S A
−D /10
−R /10
i o
n,e,i
i
′
R =−10lg 10 + 10 (3)
∑ ∑
S S
i=1 im=+1
where
R is the sound reduction index of element i, in decibels;
i
S is the area of element i, in square metres;
i
D is the element normalized sound level difference for a small element i, in decibels;
n,e,i
2
A is the reference absorption area, in square metres; A = 10 m ;
o o
m is the number of large elements of the segment;
n is the number of small elements of the segment.
Information on the inside sound pressure level and diffusivity of the sound field is given in Annex B,
based on the type of enclosed space and internal conditions for the elements of the building envelope.
NOTE 1 In the case of an ideal diffuse sound field and non-absorbing elements C = –6 dB; for industrial spaces
d
and segments which are non-absorbing at the inside a value of C = –5 dB is generally more appropriate.
d
NOTE 2 The contribution of structure-borne sound to the sound radiation is not incorporated into the model.
It could roughly be incorporated through an adjusted sound reduction index; some indications are given in
Annex C.
Information on the sound reduction index to be used is given in Annex C.
4.3.3 Segment of openings
The sound power level for the substitute point source is determined by Formula (4):
o
S
−D /10
i
i
LL=+C +10lg 10 (4)
∑
W pi, nd
S
o
i=1
where
S is the area of opening i, in square metres;
i
D is the insertion loss for a silencing element for opening i, in decibels;
i
o is the number of openings of the segment.
The calculation of the sound power level is performed in frequency bands, based on acoustic data for the
elements in frequency bands (one-third-octave bands or octave bands). The calculation is performed at
least for the octave bands from 125 Hz to 2 000 Hz or for the one-third-octave bands from 100 Hz to
3 150 Hz. The calculations can be extended to higher or lower frequencies if acoustic data are available
for such a larger frequency range. Information of airborne sound insulation in the low frequency range
down to 50 Hz can be found in ISO 12354-1:2017, Annex I. The issues of field measurement of façade
sound insulation in the low frequency range are specifically considered in ISO 16283-3.
NOTE For rough indications it could be sufficient to apply the model directly to A-weighted levels and single
number ratings of the performance of building elements in accordance with ISO 717-1. Guidelines are given in
Annex F.
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4.4 Determination of the directivity correction for a substitute point source
The directivity correction D contains the inherent directivity of the radiating elements and openings as
c
given by the directivity index D . It can also contain the effect of the vicinity of hard surfaces (reflection
I
and screening) as given by the solid angle index D .
Ω
For a specific direction the directivity correction is determined from Formula (5):
4π
DD=+ DD=+ 10 lg (5)
cI Ω I
Ω
where
D is the directivity index, in decibels.
I
D is the solid angle index, in decibels.
Ω
Ω is the solid angle into which radiation occurs, in steradians.
Whether or not the solid angle index is included in the directivity correction depends on the propagation
model used. When reflections on the ground and other surfaces are taken into account by image sources,
the solid angle index D = 0 dB. However, when the reflecting surfaces are the building envelope itself, it
Ω
is recommended to include the effect of these surfaces in the solid angle index. In giving the directivity
correction the value of the included solid angle index is therefore to be stated clearly.
Information on the directivity correction is given in Annex D.
4.5 Limitations
Although large, homogeneous building elements, e.g. a complete side wall, can have specific radiation
patterns, favouring certain directions; these effects are not taken into account in the model.
The possible contribution of structure-borne sound by machinery in the building is not included in the
model, although an approximate approach is indicated in Annex C.
5 Accuracy
The accuracy of the prediction by the model presented depends on many factors: the accuracy of the
input data, the fitting of the situation into the model, the type of elements involved, the geometry of
the situation, the type of quantity to be predicted and the workmanship. It is therefore not possible to
specify the accuracy in general for all types of situations and applications. Data on the accuracy will
have to be gathered in the future by comparing the results of the model with a variety of field situations.
In applying the predictions it is advisable to vary the input data, especially in complicated situations
and with rare elements with questionable input data. The resulting variation in the results gives an
impression of the expected accuracy for these situations assuming similar workmanship.
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Annex A
(normative)
List of symbols
Table A.1 — List of symbols
Symbol Physical quantity Unit
2 2
A reference absorption area; A = 10 m m
o o
A total attenuation due to the outside sound propagation from a point source dB
tot,
A′ estimated total attenuation due to the outside propagation in a simple propagation dB
tot,j
situation for a side of the building
C diffusivity term for the inside sound field at a segment or side dB
d
c speed of sound in air (approximately 340 m/s) m/s
o
D directivity correction for a substitute point source dB
c
D directivity index of a substitute point source dB
I
solid angle index of a substitute point source dB
D
W
D element normalized sound level difference for a small element i dB
n,e,i
D insertion loss for a silencing element for opening i dB
i
d distance from the centre of a side of the building to the reception point m
perpendicular distance from the reception point to a side m
d
⊥
d reference distance; d = 1 m m
o o
f frequency Hz
h , h vertical distances to the two borders of a side from the projection of the reception m
1 2
point on the side
i index for element or opening for a segment of the building -
j index for a segment or side of the building -
l ,l horizontal distances to the two borders of a side from the projection of the m
1 2
reception point on the side
L sound pressure level at a reception point at distance d at the outside the building dB re 20 μPa
p,d
L sound pressure level at 1 m to 2 m from the inside of a segment or side dB re 20 μPa
p,in
L sound power level of a substitute point sound source dB re 1 pW
W
m number of large elements of segment or side j -
n number of small elements of segment or side j -
o number of openings of segment or side j -
R sound reduction index of element i dB
i
R′ apparent sound reduction index for a segment or side dB
2
S area of element or opening i m
i
2
S area of a segment or side m
2 2
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 12354-4
Première édition
2017-07
Acoustique du bâtiment — Calcul
de la performance acoustique des
bâtiments à partir de la performance
des éléments —
Partie 4:
Transmission du bruit intérieur à
l’extérieur
Building acoustics — Estimation of acoustic performance of buildings
from the performance of elements —
Part 4: Transmission of indoor sound to the outside
Numéro de référence
ISO 12354-4:2017(F)
©
ISO 2017
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
3.1 Grandeurs exprimant la performance des bâtiments . 2
3.2 Grandeurs exprimant la performance des éléments . 2
3.3 Autres termes et grandeurs . 3
4 Modèle de calcul . 4
4.1 Principes généraux . 4
4.2 Détermination des sources sonores ponctuelles de substitution . 5
4.3 Détermination du niveau de puissance acoustique pour une source ponctuelle
de substitution . 5
4.3.1 Généralités . 5
4.3.2 Segment d’éléments structuraux de l’enveloppe du bâtiment . 6
4.3.3 Segment d’ouvertures . 7
4.4 Détermination de la correction de directivité pour une source ponctuelle de substitution 7
4.5 Limites . 8
5 Précision . 8
Annexe A (normative) Liste des symboles . 9
Annexe B (informative) Champ acoustique intérieur .11
Annexe C (informative) Indice d’affaiblissement acoustique .12
Annexe D (informative) Directivité du rayonnement acoustique.13
Annexe E (informative) Modèle simplifié de prévision des niveaux de pression
acoustique extérieurs .14
Annexe F (informative) Application du modèle aux indices uniques .17
Annexe G (informative) Exemple de calcul .19
Bibliographie .25
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ISO 12354-4:2017(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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: w w w . i s o .org/ iso/ fr/ avant -propos .html.
Le présent document a été élaboré par le Comité technique CEN/TC 126, Propriétés acoustiques des
éléments de construction et des bâtiments, du Comité européen de normalisation (CEN) en collaboration
avec le Comité technique ISO/TC 43, Acoustique, SC 2, Acoustique des bâtiments, conformément à l’accord
de coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette première édition annule et remplace ISO 15712-4:2005 qui a fait l’objet d’une révision technique.
Une liste de toutes les parties de l’ISO 12354 est disponible sur le site Internet de l’ISO.
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ISO 12354-4:2017(F)
Introduction
Le présent document fait partie d’une série spécifiant les modèles de calcul en acoustique du bâtiment.
Bien que le présent document couvre les principaux types de construction des bâtiments, il n’est pas
encore en mesure d’en couvrir toutes les variantes. Il fournit une approche permettant d’acquérir de
l’expérience pour les améliorations et les développements futurs.
La précision du présent document seul est difficile à spécifier car ce document ne constitue qu’un
maillon dans la chaîne du niveau de bruit intérieur, du rayonnement du bruit et de la propagation
du bruit à l’extérieur, le premier et le dernier point n’étant pas traités dans le présent document. La
précision ne pourra être spécifiée qu’après de très larges comparaisons avec des données obtenues in
situ associées à d’autres normes de prévision, c’est-à-dire celles relatives à la propagation du bruit à
l’extérieur. Il incombe à l’utilisateur (c’est-à-dire une personne physique, un organisme ou les autorités)
de traiter les conséquences des incertitudes inhérentes à toutes les méthodes de mesure et de prévision,
en spécifiant les exigences relatives aux données d’entrée et/ou en appliquant une marge de sécurité
aux résultats ou toute autre correction.
Il est destiné aux experts en acoustique et fournit un cadre permettant d’élaborer des documents
d’application et des outils destinés à d’autres utilisateurs dans le domaine de la construction de
bâtiments, en tenant compte des conditions locales.
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NORME INTERNATIONALE ISO 12354-4:2017(F)
Acoustique du bâtiment — Calcul de la performance
acoustique des bâtiments à partir de la performance des
éléments —
Partie 4:
Transmission du bruit intérieur à l’extérieur
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie un modèle de calcul permettant de déterminer le niveau de puissance
acoustique rayonné par l’enveloppe d’un bâtiment du fait du bruit aérien à l’intérieur de ce bâtiment,
principalement à l’aide des niveaux de pression acoustique mesurés à l’intérieur du bâtiment et
des données mesurées qui caractérisent la transmission acoustique des éléments et ouvertures de
l’enveloppe du bâtiment. Ces niveaux de puissance acoustique ainsi que ceux provenant d’autres
sources sonores se trouvant dans ou devant l’enveloppe du bâtiment constituent la base de calcul du
niveau de pression acoustique à une distance déterminée d’un bâtiment pour mesurer les performances
acoustiques des bâtiments.
La prévision du niveau de pression acoustique intérieur à partir de la connaissance des sources sonores
intérieures n’entre pas dans le domaine d’application du présent document.
La prévision de la propagation du bruit à l’extérieur n’entre pas dans le domaine d’application du présent
document.
NOTE Pour des conditions de propagation simple, l’Annexe E présente une approche permettant une
estimation du niveau de pression acoustique.
Le présent document décrit les principes du modèle de calcul, liste les grandeurs significatives, et
définit les applications et les limites de ce modèle.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences 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).
ISO 7235, Acoustique — Modes opératoires de mesure en laboratoire pour silencieux en conduit et unités
terminales — Perte d’insertion, bruit d’écoulement et perte de pression totale
ISO 10140-1:2016, Acoustique — Mesurage en laboratoire de l’isolation acoustique des éléments de
construction — Partie 1: Règles d’application pour produits particuliers
ISO 16283-3, Acoustique — Mesurage in situ de l’isolement acoustique des bâtiments et des éléments de
construction — Partie 3: Isolement aux bruits de façades
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants, ainsi que la liste des symboles
et unités figurant à l’Annexe A, s’appliquent.
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ISO 12354-4:2017(F)
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http:// www .iso .org/ obp
3.1 Grandeurs exprimant la performance des bâtiments
3.1.1
niveau de puissance acoustique
L
W
niveau de puissance acoustique d’une source sonore ponctuelle de substitution
3.1.2
correction de directivité
D
c
écart, en décibels, entre le niveau de pression acoustique d’une source sonore ponctuelle dans une
direction spécifiée et le niveau d’une source sonore ponctuelle omnidirectionnelle produisant le même
niveau de puissance acoustique
3.2 Grandeurs exprimant la performance des éléments
NOTE Des informations supplémentaires relatives aux constructions pourraient être nécessaires pour les
calculs; par exemple, la forme de l’enveloppe du bâtiment, les surfaces, etc.
3.2.1
indice d’affaiblissement acoustique
R
dix fois le logarithme décimal du rapport de la puissance acoustique W , incidente sur une éprouvette, à
1
la puissance acoustique W transmise par l’éprouvette, évalué selon:
2
W
1
R = 10 lg dB
W
2
Note 1 à l’article: Cette grandeur doit être déterminée conformément à l’ISO 10140-1:2016, Annexes A, B, C et D,
ou à l’ISO 16283-1.
3.2.2
isolement acoustique normalisé d’un élément
D
n,e
différence entre les niveaux de la pression acoustique moyennée dans l’espace et dans le temps, produite
dans deux locaux par une source acoustique se trouvant dans l’un des deux locaux, la transmission
acoustique étant uniquement due à un petit élément technique (par exemple des entrées d’air, des
gaines de câbles électriques, des dispositifs d’étanchéité), évaluée selon:
A
DL=−L − 10 lg dB
n,e1 2
A
0
où A est l’aire d’absorption équivalente dans le local de réception, en mètres carrés
Note 1 à l’article: D est normalisé par rapport à une aire d’absorption équivalente de référence (A ) dans le
n,e o
2
local de réception; A = 10 m .
o
Note 2 à l’article: Cette grandeur doit être déterminée conformément à l’ISO 10140-1:2016, Annexe E.
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3.2.3
perte par insertion
D
réduction du niveau de puissance acoustique à un endroit donné après l’élément, causée
par l’insertion de l’élément dans le conduit à la place d’une section de conduit à parois dures
Note 1 à l’article: Cette grandeur doit être déterminée conformément à l’ISO 7235.
Note 2 à l’article: Dans le cas d’éléments où ce document ne s’applique pas, il convient d’utiliser des méthodes
équivalentes.
3.3 Autres termes et grandeurs
3.3.1
niveau de pression acoustique
L
p
mesure du son en un point de réception spécifié, situé à l’extérieur d’un bâtiment, dû au bruit produit
à l’intérieur du bâtiment et par des sources liées au bâtiment, normalement déterminée en effectuant
des mesurages conformes aux exigences locales (en spécifiant les positions correspondantes, la période
d’intégration et les conditions d’émission)
Note 1 à l’article: Le niveau de pression acoustique est normalement pondéré A.
3.3.2
atténuation totale due à la propagation
A
tot
isolement acoustique entre la puissance acoustique rayonnée et la pression acoustique, à un
emplacement situé à une distance d de l’enveloppe du bâtiment, dû à l’ensemble de tous les effets de
propagation
Note 1 à l’article: Les effets de propagation incluent la divergence géométrique, l’absorption de l’air, l’effet de sol,
d’écran, etc.
3.3.3
terme de diffusivité
C
d
différence entre le niveau de pression acoustique à une distance comprise entre 1 m et 2 m de la
face intérieure de l’élément correspondant du bâtiment et le niveau d’intensité du bruit incident
perpendiculaire à cet élément
Note 1 à l’article: Pour un champ diffus et des parois réfléchissantes, le terme de diffusivité est C = –6 dB; pour
d
d’autres situations, il peut avoir une valeur comprise entre 0 dB et –6 dB.
3.3.4
niveau de pression acoustique intérieur
L
p,in
niveau de pression acoustique à l’intérieur du bâtiment, à une distance comprise entre 1 m et 2 m de
l’élément ou du segment considéré de l’enveloppe du bâtiment
Note 1 à l’article: Dans le cas d’un champ acoustique diffus, cela correspond au niveau moyen de pression
acoustique dans le champ diffus.
3.3.5
source ponctuelle de substitution
source ponctuelle pour laquelle le bruit rayonné est identique à celui d’un segment de l’enveloppe du
bâtiment
Note 1 à l’article: Ce segment peut se composer d’un ou de plusieurs éléments de construction ou encore d’une ou
de plusieurs ouvertures.
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ISO 12354-4:2017(F)
4 Modèle de calcul
4.1 Principes généraux
Les éléments suivants contribuent au niveau total de pression acoustique en un point de réception,
choisi à une certaine distance d’un bâtiment:
— le bruit rayonné par les éléments de l’enveloppe du bâtiment du fait du niveau de pression acoustique
à l’intérieur;
— le bruit rayonné par des sources sonores individuelles fixées à l’extérieur du bâtiment;
— la propagation du bruit à l’extérieur (effets de distance, d’absorption de l’air, effet de sol, d’écran, des
réflexions, etc.).
Le rayonnement du bruit par l’enveloppe du bâtiment peut être représenté par le rayonnement d’une ou
de plusieurs sources ponctuelles de substitution, chacune d’elles pouvant correspondre à la contribution
d’un segment de l’enveloppe du bâtiment ou d’un groupe de sources sonores individuelles. Le nombre
de sources ponctuelles nécessaires pour représenter efficacement un bâtiment dépend de la distance
de chaque point de réception par rapport au bâtiment et de la variation des effets de propagation.
Normalement, l’enveloppe du bâtiment est représentée par au moins une source ponctuelle pour chaque
face, c’est-à-dire les murs et les toits, mais plusieurs sources ponctuelles sont souvent nécessaires pour
chaque face.
Le niveau de pression acoustique pour un point de réception à l’extérieur du bâtiment est déterminé à
partir des contributions de chaque source ponctuelle de substitution selon la Formule (1):
LL=+DA− (1)
pW ctot
où
L est le niveau de pression acoustique en un point de réception situé à l’extérieur du bâtiment,
p
du fait du rayonnement acoustique d’une source ponctuelle de substitution, en décibels;
L est le niveau de puissance acoustique de la source ponctuelle de substitution, en décibels;
W
D est la correction de directivité pour les sources ponctuelles de substitution dans la direction
c
du point de réception, en décibels;
A est l’atténuation totale qui se produit pendant la propagation du bruit de la source ponc-
tot
tuelle de substitution vers le point de réception, en décibels.
Le modèle de calcul décrit dans le présent document se limite au calcul du niveau de puissance
acoustique des sources ponctuelles de substitution pour les éléments de bâtiment et ouvertures
pratiquées dans l’enveloppe d’un bâtiment, à partir de données concernant:
— le niveau de pression acoustique intérieur; et
— les éléments constituant l’enveloppe du bâtiment.
Le modèle donne également des indications relatives à la correction de directivité prévisible pour
divers types de bâtiments. Le niveau de pression acoustique intérieur sera normalement égal au niveau
équivalent de pression acoustique, sur une période donnée, selon les exigences applicables. Toutefois,
d’autres types de niveaux peuvent également être utilisés, par exemple le niveau maximal. Le calcul du
niveau de pression acoustique intérieur n’entre pas dans le domaine d’application du présent document.
Le calcul de la contribution des sources sonores individuelles n’entre pas dans le domaine d’application
du présent document.
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ISO 12354-4:2017(F)
L’atténuation totale A due aux effets de propagation, nécessaire pour prévoir le niveau de pression
tot
acoustique au point de réception, peut être estimée selon les méthodes disponibles pour la propagation
à l’extérieur, en se fondant sur une approche de la source ponctuelle. Le calcul de ces effets de
propagation n’entre pas dans le domaine d’application du présent document.
NOTE Une telle méthode est donnée dans l’ISO 9613-2 où l’atténuation totale est désignée par A. L’atténuation
totale découle de l’addition de l’atténuation due aux divers effets de propagation, tels que divergence géométrique,
absorption de l’air, effet de sol, écran, etc.
Toutefois, pour des conditions de propagation simple, l’Annexe E présente une approche permettant
une estimation du niveau de pression acoustique.
Un exemple de calcul est donné à l’Annexe G.
4.2 Détermination des sources sonores ponctuelles de substitution
Les éléments contribuant au rayonnement acoustique sont divisés en deux groupes:
— les émetteurs plans, tels que les éléments structuraux de l’enveloppe du bâtiment, c’est-à-dire murs,
toit, fenêtres, portes, y compris les petits éléments de construction dont la surface est généralement
2
inférieure à 1 m , tels que grilles et ouvertures;
2
— les ouvertures plus grandes, d’une surface généralement égale à 1 m ou plus, c’est-à-dire les grandes
ouvertures de ventilation, portes et fenêtres ouvertes.
Une source sonore ponctuelle de substitution peut représenter chaque élément pour calculer la
propagation du bruit à l’extérieur du bâtiment. Toutefois, le bâtiment peut également être divisé en
segments plus grands, chacun étant représenté par une source sonore ponctuelle de substitution. Les
règles suivantes s’appliquent à la segmentation:
— la propagation du bruit vers les points de réception intéressants les plus proches (A ) est la même
tot
pour tous les éléments d’un segment;
— la distance du point de réception intéressant le plus proche est supérieure à deux fois la plus grande
dimension du segment;
— le même niveau de pression acoustique intérieur s’applique aux éléments d’un segment;
— la même directivité s’applique aux éléments d’un segment.
Si une ou plusieurs de ces conditions ne sont pas remplies, choisir des segments différents, par exemple
des segments plus petits, jusqu’au respect de ces conditions.
Sauf spécification contraire dans le modèle de propagation, la source ponctuelle représentant un
segment vertical est située à mi-largeur du segment et aux 2/3 de sa hauteur, la position étant au centre
pour tous les autres segments.
4.3 Détermination du niveau de puissance acoustique pour une source ponctuelle de
substitution
4.3.1 Généralités
Pour chaque segment, le niveau de puissance acoustique est déterminé à partir des données d’entrée
suivantes:
— niveau de pression acoustique à l’intérieur: L ;
p,in
— indice d’affaiblissement acoustique d’un grand élément de construction i de l’enveloppe du
bâtiment: R ;
i
— isolement acoustique normalisé d’un petit élément i: D ;
n,e,i
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ISO 12354-4:2017(F)
— perte par insertion de l’élément insonorisant pour l’ouverture i: D ;
i
— surface de l’élément ou de l’ouverture i du bâtiment: S
i.
4.3.2 Segment d’éléments structuraux de l’enveloppe du bâtiment
Le niveau de puissance acoustique de la source ponctuelle de substitution est déterminé selon la
Formule (2):
S
′
LL=+CR− +10lg (2)
Wp,ind
S
o
où
L est le niveau de pression acoustique entre 1 m et 2 m de l’intérieur du segment, en décibels;
p,in
C est le terme de diffusivité pour le champ acoustique intérieur, au niveau du segment, en
d
décibels;
R′ est l’indice d’affaiblissement acoustique apparent pour le segment, en décibels;
S est la surface du segment, en mètres carrés;
2
S est la surface de référence, en mètres carrés; S = 1 m .
o o
L’indice d’affaiblissement acoustique apparent pour le segment est obtenu à partir des données relatives
aux éléments constituants i, selon la Formule (3):
m mn+
S A
−D /10
−R /10
i o n,e,i
i
R′ =−10lg 10 + 10 (3)
∑ ∑
S S
i=1 im=+1
où
R est l’indice d’affaiblissement acoustique de l’élément i, en décibels;
i
S est la surface de l’élément i, en mètres carrés;
i
D est l’isolement acoustique normalisé d’un petit élément i, en décibels;
n,e,i
2
A est l’aire d’absorption de référence, en mètres carrés; A = 10 m ;
o o
m est le nombre de grands éléments du segment;
n est le nombre de petits éléments du segment.
L’Annexe B donne des informations sur le niveau de pression acoustique intérieur et sur la diffusivité
du champ acoustique, en se fondant sur le type d’espace clos et sur les conditions intérieures pour les
éléments de l’enveloppe du bâtiment.
NOTE 1 Dans le cas d’un champ acoustique diffus idéal et d’éléments non absorbants, C = –6 dB; une valeur
d
C = –5 dB convient généralement mieux aux espaces et segments industriels non absorbants à l’intérieur.
d
NOTE 2 La contribution du bruit solidien au rayonnement acoustique n’est pas intégrée dans le modèle. Un
indice d’affaiblissement acoustique corrigé permettrait de l’incorporer approximativement; l’Annexe C donne
certaines indications.
L’Annexe C donne des informations sur l’indice d’affaiblissement acoustique à utiliser.
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ISO 12354-4:2017(F)
4.3.3 Segment d’ouvertures
Le niveau de puissance acoustique de la source ponctuelle de substitution est déterminé selon la
Formule (4):
o
S
−D /10
i
i
LL=+C +10lg 10 (4)
∑
W pi, nd
S
o
i=1
où
S est la surface de l’ouverture i, en mètres carrés;
i
D est la perte par insertion d’un élément insonorisant pour une ouverture i, en décibels;
i
o est le nombre d’ouvertures du segment.
Le calcul du niveau de puissance acoustique est effectué par bandes de fréquences en se fondant sur les
données acoustiques pour les éléments par bandes de fréquences (bandes de tiers d’octave ou bandes
d’octave). Le calcul est effectué au moins pour les bandes d’octave comprises entre 125 Hz et 2 000 Hz
ou pour les bandes de tiers d’octave comprises entre 100 Hz et 3 150 Hz. Les calculs peuvent être élargis
aux fréquences supérieures ou inférieures si les données acoustiques sont disponibles pour ce domaine
de fréquences élargi. L’ISO 12354-1:2017, Annexe I, donne des informations sur l’isolement aux bruits
aériens dans le domaine des basses fréquences jusqu’à un minimum de 50 Hz. Les questions relatives
au mesurage in situ de l’isolement acoustique des façades dans le domaine des basses fréquences sont
traitées spécifiquement dans l’ISO 16283-3.
NOTE L’application du modèle directement aux niveaux pondérés A et aux indices uniques de performance
des éléments du bâtiment selon l’ISO 717-1 suffit pour fournir des indications sommaires. Des lignes directrices
sont données en Annexe F.
4.4 Détermination de la correction de directivité pour une source ponctuelle de
substitution
La correction de directivité D englobe la directivité inhérente des éléments et ouvertures rayonnants,
c
donnée par l’indice de directivité D . Elle peut également comprendre l’effet de la proximité de surfaces
I
dures (réflexion et écran), donné par l’indice de l’angle solide D .
Ω
Pour une direction spécifique, la correction de directivité est déterminée à partir de la Formule (5):
4π
DD=+ DD=+ 10 lg (5)
cI Ω I
Ω
où
D est l’indice de directivité, en décibels;
I
D est l’indice d’angle solide, en décibels;
Ω
Ω est l’angle solide dans lequel se produit le rayonnement, en stéradians.
Que l’indice de l’angle solide soit ou non inclus dans la correction de directivité dépend du modèle de
propagation utilisé. Lorsque les réflexions au sol et sur d’autres surfaces sont prises en compte par
des sources images, l’indice de l’angle solide D = 0 dB. Toutefois, lorsque l’enveloppe du bâtiment
Ω
elle-même constitue les surfaces réfléchissantes, il est recommandé de compter l’effet de ces surfaces
dans l’indice de l’angle solide. La valeur de l’indice de l’angle solide inclus doit donc être indiquée
clairement en donnant la correction de directivité.
L’Annexe D do
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.