ISO 15712-4:2005
(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 15712-4:2005 describes a calculation model for 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 ISO 15712-4:2005. The prediction of the outdoor sound propagation is outside the scope of ISO 15712-4:2005. ISO 15712-4:2005 describes the principles of the calculation model, lists the relevant quantities and defines its applications and restrictions. 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.
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
L'ISO 15712-4:2005 décrit un modèle de calcul du 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 à l'intérieur à partir de la connaissance des sources sonores intérieures n'entre pas dans le domaine d'application de l'ISO 15712-4:2005. La prévision de la propagation du bruit à l'extérieur n'entre pas dans le domaine d'application de l'ISO 15712-4:2005. L'ISO 15712-4:2005 décrit les principes du modèle de calcul, énumère les valeurs correspondantes et définit les applications et les limites de ce modèle. Elle est destinée 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 circonstances locales.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15712-4
First edition
2005-02-01
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
ISO 15712-4:2005(E)
©
ISO 2005
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ISO 15712-4:2005(E)
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ISO 15712-4:2005(E)
Contents
Page
Foreword.iv
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Relevant quantities .1
3.1 Quantities to express building performance .1
3.1.1 Sound power level L .1
w
3.1.2 Directivity correction D .1
c
3.2 Quantities to express element performance.2
3.2.1 Sound reduction index R.2
3.2.2 Element normalized level difference D .2
n,e
3.2.3 Insertion loss D (of an element) .2
3.2.4 Other relevant data .2
3.3 Other terms and quantities .2
3.3.1 Sound pressure level L .2
p
3.3.2 Total attenuation due to propagation A .2
tot
3.3.3 Diffusivity term C .2
d
3.3.4 Inside sound pressure level L .2
p,in
3.3.5 Substitute point source.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.4
4.4 Determination of the directivity correction for a substitute point source .6
4.5 Limitations.6
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
D.1 Plane radiator .11
D.2 Openings.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
F.1 General.15
F.2 lnput data.15
F.3 Model for single number ratings .15
F.4 Limitations.16
Annex G (informative) Calculation example.17
G.1 Situation.17
G.2 Results complete model.18
G.2.1 Substitute point sources.18
G.3 Results from simplified model.21
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ISO 15712-4:2005(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 15712-4 was prepared by CEN/TC 126, Acoustic properties of building products and of buildings (as
EN 12354-4:2000), and was adopted without modification by Technical Committee ISO/TC 43, Acoustics,
Subcommittee SC 2, Building acoustics.
Throughout the text of this document, read ".this European Standard." to mean ".this International
Standard.".
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ISO 15712-4:2005(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 European Standard describes a calculation model for 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 European Standard.
The prediction of the outdoor sound propagation is outside the scope of this European Standard.
NOTE For simple propagation conditions an approach is given for the estimation of the sound pressure level in informative
annex E.
This European Standard describes the principles of the calculation model, lists the relevant quantities and defines
its applications and restrictions. 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.
2 Normative references
This European Standard incorporates by dated or undated reference, provisions from other publications. These
normative references are cited at the appropriate places in the text and the publications are listed hereafter. For
dated references, subsequent amendments to or revisions of any of these publications apply to this European
Standard only when incorporated in it by amendment or revision. For undated references the latest edition of the
publication referred to applies (including amendments).
EN ISO 140-3, Acoustics – Measurement of sound insulation in buildings and of building elements –
Part 3 : Laboratory measurements of airborne sound insulation of building elements (ISO 140-3:1995).
EN ISO 140-5, Acoustics – Measurement of sound insulation in buildings and of building elements – Part 5 : Field
measurements of airborne sound insulation of façade elements and façades (ISO 140-5:1998).
EN 20140-10, Acoustics – Measurement of sound insulation in buildings and of building elements –
Part 10 : Laboratory measurement of airborne sound insulation of small building elements (ISO 140-10:1991).
EN ISO 7235, Acoustics – Measurement procedures for ducted silencers - Insertion loss, flow noise and total
pressure loss (ISO 7235:1991).
3 Relevant quantities
The symbols used for the purposes of this European Standard are given in annex A.
3.1 Quantities to express building performance
3.1.1 Sound power level L
w
The sound power level of a substitute point sound source.
3.1.2 Directivity correction D
c
The deviation in decibels of the sound pressure level of a point sound source in a specified direction from the level
of an omni-directional point source producing the same sound power level.
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ISO 15712-4:2005(E)
3.2 Quantities to express element performance
3.2.1 Sound reduction index R
The sound reduction index of an element for direct sound transmission as defined and determined according to
EN ISO 140-3 or EN ISO 140-5.
3.2.2 Element normalized level difference D
n,e
The normalized level difference of a small building element as defined and determined according to EN 20140-10.
3.2.3 Insertion loss D (of an element)
The 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 as defined and determined according to EN ISO 7235.
NOTE For elements where this standard does not apply equivalent methods should be used.
3.2.4 Other relevant data
For the calculations additional information on constructions could be necessary, e.g. :
the shape of the building envelope ;
areas.
3.3 Other terms and quantities
3.3.1 Sound pressure level L
p
The sound pressure level 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).
The sound pressure level is normally A-weighted.
3.3.2 Total attenuation due to propagation A
tot
The 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, such as geometrical divergence, air absorption,
ground effect, screening, etc.
3.3.3 Diffusivity term
C
d
The 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 For a diffuse field and reflecting walls the diffusivity term is C = - 6 dB ; for other situations it can have a value
d
between 0 dB and - 6 dB.
3.3.4 Inside sound pressure level L
p,in
The sound pressure level inside the building, 1 m to 2 m from the considered element or segment of the building
envelope.
NOTE In the case of a diffuse sound field this corresponds to the average sound pressure level in the diffuse sound field.
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ISO 15712-4:2005(E)
3.3.5 Substitute point source
A point source for which the radiated sound is the same as that of a segment of the building envelope.
NOTE The segment may 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 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 the roof, 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 :
LL D A (1)
p W c tot
where
L is the sound pressure level at a reception point outside the building due to the sound radiation of a
p
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 point, in
c
decibels ;
A is the total attenuation that occurs during sound propagation from the substitute point source to the
tot
reception point, in decibels.
The calculation model described in this standard 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 ;
the elements which form the building envelope.
The model will also give 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 European standard.
The calculation of the contribution of individual sound sources is outside the scope of this European standard.
The total attenuation A due to propagation effects, necessary for the prediction of the sound pressure level at the
tot
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 European standard.
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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.
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, doors, including
2
small building elements with an area of typically less than 1 m , such as grids and openings ;
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 of a
tot
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
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
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ISO 15712-4:2005(E)
For a segment of structural elements of the building envelope the sound power level for the substitute point
source is determined by :
S
LL C R'10 lg (2)
p,in d
W
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
The apparent sound reduction index for the segment follows from the data on the composing elements i by :
m mn
S AD /10
' iR /10 o
n,e,i
i
R10 lg1010(3)
S S
i1i m1
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.
C
NOTE 1 In the case of an ideal diffuse sound field and non-absorbing elements = - 6 dB; for industrial spaces and
d
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.
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ISO 15712-4:2005(E)
For a segment of openings the sound power level for the substitute point source is determined by :
o
S
iD /10
iL L C 10 lg 10 (4)
W d
p,in
S
i1
where
S is the area of opening i, in square metres ;
i
S is the area of the segment being the total area of the openings in that segment, in square metres ;
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 3150 Hz.
NOTE 3 The calculations can be extended to higher or lower frequencies if acoustic data are available for such larger
frequency range. However, especially for the lower frequencies no information is currently available on the accuracy of the
calculations.
NOTE 4 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 according to EN ISO 717-1. Guidelines for this are given in annex F.
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 given by the
c
directivity index D . It can also contain the effect of the vicinity of hard surfaces (reflection and screening) as given
I
by the solid angle index D .
For a specific direction the directivity correction is determined from :
4
lgDD DD10 (5)
c II
where
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 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, for instance 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.
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ISO 15712-4:2005(E)
5 Accuracy
The accuracy of prediction of the model 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 situations where good workmanship can be assumed.
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ISO 15712-4:2005(E)
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 m/s
speed of sound in air ( 340 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
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 point m
1 2
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 reception m
1 2
point on the side
L sound pressure level at a reception point at distance d at the outside the building
dB re 20 Pa
p,d
L sound pressure level at 1 m to 2 m from the inside of a segment or side
dB re 20 Pa
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
S reference area; S = 1 m m
o
o
angle between the orientation of a substitute point sound source and the direction from
this source to the reception
solid angle into which radiation occurs sr
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ISO 15712-4:2005(E)
Annex B
(informative)
Interior sound field
The insi
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15712-4
Première édition
2005-02-01
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 15712-4:2005(F)
©
ISO 2005
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 15712-4:2005(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2005 – Tous droits réservés
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ISO 15712-4:2005(F)
Sommaire
Page
Avant-propos.iv
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives .1
3 Valeurs utiles.2
3.1 Valeurs exprimant la performance des bâtiments.2
3.1.1 Niveau de puissance acoustique L .2
w
3.1.2 correction de directivité D .2
c
3.2 Valeurs exprimant la performance des éléments.2
3.2.1 Indice d'affaiblissement acoustique R.2
3.2.2 Isolement acoustique normalisé d’un élément D .2
n,e
3.2.3 Perte d’insertion D (d’un élément) .2
3.2.4 Autres données utiles .2
3.3 Autres termes et valeurs.2
3.3.1 Niveau de pression acoustique L .2
p
3.3.2 Atténuation totale due à la propagation A .2
tot
3.3.3 Terme de diffusivité C .3
d
3.3.4 Niveau de pression acoustique à l'intérieur L .3
p,in
3.3.5 Source ponctuelle de substitution.3
4 Modèle de calcul .3
4.1 Principes généraux.3
4.2 Détermination des sources sonores ponctuelles de substitution.4
4.3 Détermination du niveau de puissance acoustique pour une source ponctuelle de substitution .5
4.4 Détermination de la correction de directivité pour une source ponctuelle de substitution .7
4.5 Limites.7
5 Exactitude.7
Annexe A (normative) Liste des symboles.8
Annexe B (informative) Champs acoustique intérieur.9
Annexe C (informative) Indice d'affaiblissement acoustique.10
Annexe D (informative) Directivité du rayonnement acoustique.11
D.1 Émetteur plan .11
D.2 Ouvertures.11
Annexe E (informative) Modèle simplifié de prévision des niveaux de pression acoustique extérieurs.12
Annexe F (informative) Application du modèle à des indices uniques.15
F.1 Généralités.15
F.2 Données d'entrée .15
F.3 Modèle pour des indices uniques .15
F.4 Limitations.16
Annexe G (informative) Exemple de calcul.17
G.1 Situation.17
G.2 Modèle complet des résultats.18
G.2.1 Sources ponctuelles de substitution.18
G.2.2 Niveau de puissance acoustique .19
G.3 Résultats obtenus selon le modèle simplifié.22
© ISO 2005 – Tous droits réservés iii
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ISO 15712-4:2005(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 15712-4 a été élaborée par le CEN/TC 126, Propriétés acoustiques des produits de construction et de
bâtiments, (comme EN 12354-4:2000) et a été adoptée sans modification par le comité technique ISO/TC 43,
Acoustique, sous-comité SC 2, Acoustique des bâtiments.
Tout au long du texte du présent document, lire «… la présente Norme européenne …» avec le sens de
«… la présente Norme internationale …».
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ISO 15712-4:2005(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
La présente Norme européenne décrit un modèle de calcul du 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 à l'intérieur à partir de la connaissance des sources sonores
intérieures n'entre pas dans le domaine d'application de la présente Norme européenne.
La prévision de la propagation du bruit à l’extérieur n’entre pas dans le domaine d’application de la présente
Norme européenne.
NOTE L’annexe informative E présente une approche permettant d’estimer le niveau de pression acoustique dans le cas
de conditions de propagation simples.
La présente norme décrit les principes du modèle de calcul, énumère les valeurs correspondantes et définit les
applications et les limites de ce modèle. Elle est destinée 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 circonstances locales.
2 Références normatives
Cette Norme européenne comporte par référence datée ou non datée des dispositions issues d'autres publications.
Ces références normatives sont citées aux endroits appropriés dans le texte et les publications sont énumérées ci-
après. Pour les références datées, les amendements ou révisions ultérieurs de l'une quelconque de ces
publications ne s'appliquent à cette Norme européenne que s'ils y ont été incorporés par amendement ou révision.
Pour les références non datées, la dernière édition de la publication à laquelle il est fait référence s'applique (y
compris les amendements).
Acoustique Mesurage de l'isolement acoustique des immeubles et des éléments de construction -
EN ISO 140-3, –
Partie 3 : Mesurage en laboratoire de l'affaiblissement des bruits aériens par les éléments de construction
(ISO 140-3:1995).
EN ISO 140-5, Acoustique – Mesurage de l'isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction -
Partie 5 : Mesurages in situ de la transmission des bruits aériens par les éléments de façade et les façades
(ISO 140-5:1998).
Acoustique Mesurage de l'isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction
EN 20140-10, – –
Partie 10 : Mesurage en laboratoire de l'isolation au bruit aérien de petits éléments de construction
(ISO 140-10:1991).
EN ISO 7235, Acoustique – Méthodes de mesurage par silencieux en conduit – Perte d'insertion, bruit
d'écoulement et perte de pression totale .
(ISO 7235:1991)
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ISO 15712-4:2005(F)
3 Valeurs utiles
Les symboles utilisés pour les besoins de la présente norme européenne sont donnés en annexe A.
3.1 Valeurs 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 Valeurs exprimant la performance des éléments
3.2.1 Indice d'affaiblissement acoustique R
Indice d'affaiblissement d'un élément pour une transmission acoustique directe, défini et déterminé selon
l'EN ISO 140-3 ou l'EN ISO 140-5
3.2.2 Isolement acoustique normalisé d’un élément D
n,e
Isolement acoustique normalisé d’un petit élément d’un bâtiment, défini et déterminé selon l’EN 20140-10
3.2.3 Perte d’insertion D (d’un élément)
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, définie et déterminée selon
l'EN ISO 7235
NOTE Dans le cas d’éléments où cette norme ne s’applique pas, il convient d'utiliser des méthodes équivalentes.
3.2.4 Autres données utiles
Des informations supplémentaires relatives aux constructions pourraient être nécessaires pour les calculs, par
exemple :
forme de l'enveloppe du bâtiment ;
surfaces.
3.3 Autres termes et valeurs
3.3.1 Niveau de pression acoustique L
p
Niveau de pression acoustique 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. Ce niveau de pression acoustique est
normalement déterminé en effectuant des mesurages conformes aux exigences locales (en spécifiant les positions
correspondantes, la période d'intégration et les conditions d'émission).
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 rayonnante et la pression acoustique, à un emplacement situé
d
à une distance de l'enveloppe du bâtiment, dû à l'ensemble de tous les effets de propagation, tels que
divergence géométrique, absorption de l'air, modifications engendrées par le sol, écran etc.
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ISO 15712-4:2005(F)
3.3.3 Terme de diffusivité
C
d
Isolement acoustique 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
C
NOTE Pour un champ diffus et des parois réfléchissantes, le terme de diffusivité est = - 6 dB ; pour d'autres situations,
d
il peut avoir une valeur comprise entre 0 dB et - 6 dB.
3.3.4 Niveau de pression acoustique à l'intérieur L
p,in
Niveau de pression acoustique à l'intérieur du bâtiment, 1 m à 2 m de l’élément ou du segment considéré de
l'enveloppe du bâtiment
NOTE 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 Ce segment peut se composer d'un ou de plusieurs éléments de construction ou encore d'une ou de plusieurs
ouvertures.
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 élément de l'enveloppe du bâtiment du fait du niveau de pression acoustique à
l’intérieur ;
le bruit rayonné par des sources sonores individuelles fixes dans ou sur l'extérieur du bâtiment ;
la propagation du bruit à l'extérieur (effets de distance, d’absorption de l'air, des modifications engendrées par
le sol, du phénomène 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 côté, c'est-à-dire les murs et le toit, mais plusieurs
sources ponctuelles sont souvent nécessaires pour chaque côté.
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ISO 15712-4:2005(F)
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 l'équation :
LLDA (1)
p w c tot
où
L est le niveau de pression acoustique en un point de réception situé à l’extérieur du bâtiment, du fait
p
d’un 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 du point
c
de réception, en décibels ;
A est l'atténuation totale qui se produit pendant la propagation du bruit de la source ponctuelle de
tot
substitution vers le point de réception, en décibels.
Le modèle de calcul décrit dans la présente norme 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 à l'intérieur ;
les éléments constituant l’enveloppe du bâtiment.
Le modèle donnera également des indications relatives à la correction de directivité prévisible pour divers types de
bâtiments. Le niveau de pression acoustique à l'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 maximum. Le calcul du niveau de pression acoustique à l’intérieur
n’entre pas dans le domaine d’application de la présente norme européenne.
Le calcul de la contribution des sources sonores individuelles n’entre pas dans le domaine d’application de la
présente norme européenne.
L'atténuation totale A due aux effets de propagation, nécessaire pour prévoir le niveau de pression acoustique au
tot
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 de la présente norme européenne.
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,
modifications engendrées par le sol, écran etc.
Toutefois, pour des conditions de propagation simple, l’annexe E présente une approche permettant une
estimation du niveau de pression acoustique.
4.2 Détermination des sources sonores ponctuelles de substitution
Les éléments contribuant au rayonnement acoustique sont divisés en deux groupes :
les émetteurs plans, telles 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 inférieure à
2
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.
4 © ISO 2005 – Tous droits réservés
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ISO 15712-4:2005(F)
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 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 pour tous
tot
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 à l'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 de gravité pour tous les
autres segments.
4.3 Détermination du niveau de puissance acoustique pour une source ponctuelle de
substitution
Pour chaque segment, le niveau de puissance acoustique est déterminé à partir des données d'entrée suivantes :
L
niveau de pression acoustique à l'intérieur : ;
p,in
indice d'affaiblissement 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
perte d’insertion de l'élément insonorisant pour l'ouverture i : D ;
i
surface de l'élément ou de l’ouverture i du bâtiment : S .
i
Pour un segment d'éléments structuraux de l'enveloppe du bâtiment, le niveau de puissance acoustique de la
source ponctuelle de substitution est déterminé selon l'équation suivante :
S
LLCR' 10 lg (2)
p,in d
w
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 à l'intérieur, au niveau du segment, en décibels ;
d
R’
est l'indice d'affaiblissement 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
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ISO 15712-4:2005(F)
L'indice d'affaiblissement apparent pour le segment est obtenu à partir des données relatives aux éléments
constituants i, selon :
m mn
S AD /
10
' iR /10 o n,e,i
i
R10 lg1010(3)
S S
i1i m1
où
R est l'indice d'affaiblissement 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 la surface 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 à l'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 C = - 5 dB
d d
convient généralement mieux aux espaces et segments industriels non absorbants à l'intérieur.
NOTE 2 La contribution du bruit solidien au rayonnement acoustique n'est pas intégrée dans le modèle. Un indice
d'affaiblissement corrigé permettrait de l'incorporer approximativement ; l'annexe C donne certaines indications.
L'annexe C donne des informations sur l'indice d'affaiblissement à utiliser.
Pour un segment d'ouvertures, le niveau de puissance acoustique de la source ponctuelle de substitution est
obtenu selon l'équation suivante :
o
SD /10
i
i
L LC10 lg 10 (4)
w d
p,in
S
i1
où
S est la surface de l'ouverture i, en mètres carrés ;
i
S est la surface du segment constituant la surface totale des ouvertures dans ce segment, en mètres
carrés ;
D est la perte d’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 d'un 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.
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ISO 15712-4:2005(F)
NOTE 3 Les calculs peuvent être élargis aux fréquences supérieures ou inférieures si les données acoustiques sont
disponibles pour ce plus grand domaine de fréquences. Toutefois, on ne dispose actuellement d'aucunes informations sur
l'exactitude des calculs, notamment pour les fréquences inférieures.
NOTE 4 L’application du modèle directement aux niveaux pondérés A et aux indices uniques d’évaluation de la performance
des éléments du bâtiment selon l’EN ISO 717-1 suffit pour fournir des indications sommaires. Pour cela, des indicateurs sont
donnés 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, donnée par
c
l’indice de directivité D Elle peut également comprendre l’effet de la proximité de surfaces dures (réflexion et
.
I
écran), donné par l’indice de l’angle solide D .
Pour une direction spécifique, la correction de directivité est déterminée à partir de l’équation suivante :
4
D = D + D = D + 10 lg (5)
c I1
où
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 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 donne des informations sur la correction de directivité.
4.5 Limites
Bien que de grands éléments de construction homogènes, tels qu’un mur plein de côté, puissent avoir des
structures de rayonnement spécifiques favorisant certaines directions, ces effets ne sont pas pris en compte dans
le modèle.
Le modèle ne comprend pas la contribution éventuelle du bruit solidien des machines se trouvant dans le bâtiment,
l'annexe C en indiquant toutefois une approche approximative.
5 Exactitude
L'exactitude de prévision du modèle dépend de nombreux facteurs, à savoir : exactitude des données d'entrée,
adaptation de la situation au modèle, type d'éléments impliqués, géométrie de la situation, type de valeur à prévoir
et exécution. Il n'est donc pas possible de spécifier l'exactitude d'une manière générale pour tous les types de
situations et d'applications. Les données re
...
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