ISO 15712-3:2005
(Main)Building acoustics — Estimation of acoustic performance of buildings from the performance of elements — Part 3: Airborne sound insulation against outdoor sound
Building acoustics — Estimation of acoustic performance of buildings from the performance of elements — Part 3: Airborne sound insulation against outdoor sound
ISO 15712-3:2005 specifies a calculation model to estimate the sound insulation or the sound pressure level difference of a façade or other external surface of a building. The calculation is based on the sound reduction index of the different elements from which the façade is constructed and it includes direct and flanking transmission. The calculation gives results which correspond approximately to the results from field measurements according to ISO 140-5. Calculations can be carried out for frequency bands or for single number ratings. The calculation results can be used also for calculating the indoor sound pressure level due to for instance road traffic; this use is treated in the informative annex D. ISO 15712-3:2005 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. The model is based on experience with predictions for dwellings; it can also be used for other types of buildings provided the dimensions of constructions are not too different from those in dwellings.
Acoustique du bâtiment — Calcul de la performance acoustique des bâtiments à partir de la performance des éléments — Partie 3: Isolement aux bruits aériens venus de l'extérieur
L'ISO 15712-3:2005 spécifie un modèle de calcul permettant de déterminer l'isolement acoustique ou la différence de niveau de pression acoustique d'une façade ou de toute autre surface extérieure d'un bâtiment. Le calcul repose sur l'indice d'affaiblissement acoustique des différents éléments dont se compose la façade en incluant les transmissions directe et latérale. Il donne des résultats qui correspondent approximativement à ceux obtenus à partir de mesurages in situ conformément à l'ISO 140-5. Les calculs peuvent être effectués pour des bandes de fréquences ou des indices uniques. Les résultats du calcul peuvent servir également à calculer le niveau de pression acoustique à l'intérieur dû, par exemple, à la circulation routière; cette utilisation est traitée dans l'annexe D informative. L'ISO 15712-3:2005 décrit les principes du modèle de calcul, énumère les grandeurs significatives et définit les applications et les limites de ce modèle. Il est destiné aux experts en acoustique et fournit un cadre afin de développer des documents applicatifs et des outils destinés à d'autres utilisateurs dans le domaine du bâtiment, en tenant compte des circonstances locales. Le modèle repose sur l'expérience de prédictions pour des bâtiments d'habitation; il peut aussi être utilisé pour d'autres types de bâtiments à condition que les dimensions des constructions ne diffèrent pas trop de celles des bâtiments d'habitation.
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STANDARD 15712-3
First edition
2005-01-15
Building acoustics — Estimation of
acoustic performance of buildings from
the performance of elements —
Part 3:
Airborne sound insulation against
outdoor sound
Acoustique du bâtiment — Calcul de la performance acoustique des
bâtiments à partir de la performance des éléments —
Partie 3: Isolement aux bruits aériens venus de l'extérieur
Reference number
ISO 15712-3:2005(E)
©
ISO 2005
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ISO 15712-3:2005(E)
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ISO 15712-3:2005(E)
Contents
Foreword.iv
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Relevant quantities .2
3.1 Quantities to express building performance .2
3.1.1 Apparent sound reduction index R' .2
45
3.1.2 Apparent sound reduction index R' .2
tr,s
3.1.3 Standardized level difference D .2
2m,nT
3.1.4 Normalized level difference D .3
2m,n
3.1.5 Relations between quantities .3
3.2 Quantities to express element performance.3
3.2.1 Sound reduction index R.4
3.2.2 Element normalized level difference D .4
n,e
3.2.3 Other relevant data .4
3.3 Other terms and quantities .4
4 Calculation models .5
4.1 General principles.5
4.2 Determination of direct transmission from acoustic data on elements.6
4.2.1 Small elements.6
4.2.2 Other elements.7
4.3 Determination of flanking transmission .7
4.4 Interpretations.7
4.5 Limitations.8
5 Accuracy.8
Annex A (normative) List of symbols.9
Annex B (informative) Determination of transmission by elements from composing parts.11
Annex C (informative) Influence of façade shape.14
Annex D (informative) Sound reduction index of elements.18
Annex E (informative) Estimation of indoor sound levels.22
Annex F (informative) Calculation examples.23
Bibliography .26
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ISO 15712-3:2005(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
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technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
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non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
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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 15712-3 was prepared by CEN/TC 126, Acoustic properties of building products and of buildings (as
EN 12354-3:2000), 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 15712-3:2005(E)
Building acoustics — Estimation of acoustic performance of
buildings from the performance of elements —
Part 3:
Airborne sound insulation against outdoor sound
1 Scope
This European Standard specifies a calculation model to estimate the sound insulation or the sound pressure level
difference of a façade or other external surface of a building. The calculation is based on the sound reduction index
of the different elements from which the façade is constructed and it includes direct and flanking transmission. The
calculation gives results which correspond approximately to the results from field measurements according to
EN ISO 140-5. Calculations can be carried out for frequency bands or for single number ratings.
The calculation results can be used also for calculating the indoor sound pressure level due to for instance road
traffic ; this use is treated in the informative annex D.
This document 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.
The model is based on experience with predictions for dwellings ; it can also be used for other types of buildings
provided the dimensions of constructions are not too different from those in dwellings.
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).
Building acoustics - Estimation of acoustic performance of buildings from the performance of
prEN 12354-1:1999,
elements - Part 1 : Airborne sound insulation between rooms.
Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of building elements - Part 10 :
EN 20140-10,
Laboratory measurement of airborne sound insulation of small building elements (ISO 140-10:1991).
EN ISO 140-1, Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of building elements - Part 1 :
Requirements for laboratory test facilities with suppressed flanking transmission (ISO 140-1:1997).
Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of building elements - Part 3 :
EN ISO 140-3,
Laboratory measurements of airborne sound insulation of building elements (ISO 140-3:1995).
, Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of building elements - Part 5 : Field
EN ISO 140-5
measurements of airborne sound insulation of façade elements and façades (ISO 140-5:1998).
EN ISO 717-1, Acoustics - Rating of sound insulation in buildings and of building elements - Part 1 : Airborne
sound insulation (ISO 717-1:1996).
Acoustics – Sound absorbers for use in buildings - Rating of sound absorption
EN ISO 11654, (ISO 11654:1997).
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3 Relevant quantities
3.1 Quantities to express building performance
The sound insulation of façades in accordance with EN ISO 140-5 can be expressed in several quantities. These
quantities are determined in frequency bands (one-third octave bands or octave bands) from which the single
number rating for the building performance can be obtained in accordance with EN ISO 717-1, for instance R' ,
w
D or (R' + C ).
ls,2m,nT,w w tr
3.1.1 Apparent sound reduction index R'
45
Airborne sound insulation of a building element when the sound source is a loudspeaker and the angle of incidence
is 45. This apparent sound reduction index is evaluated from :
S
'
L L 10 lg 1,5 dB (1)
R
45
1,s 2
A
where
L is the average sound pressure level on the outside surface of the building element including the
1,s
reflecting effects from the façade, in decibels ;
L is the average sound pressure level in the receiving room, in decibels ;
2
S is the area of the building element, in square metres ;
A is the equivalent sound absorption area in the receiving room, in square metres.
3.1.2 Apparent sound reduction index R'
tr,s
Airborne sound insulation of a building element when the sound source is traffic noise. This apparent sound
reduction index is evaluated from :
S
'
L L 10 lg 3 dB (2)
R
tr,s eq,1,s eq,2
A
where
L is the average equivalent sound pressure level on the outside surface of the building element including
eq,1,s
the reflecting effects from the façade, in decibels ;
L
is the average equivalent sound pressure level in the receiving room, in decibels.
eq,2
3.1.3 Standardized level difference D
2m,nT
The difference between the outdoor sound pressure level at 2 m in front of the façade and the sound pressure level
in the receiving room, corresponding to a reference value of the reverberation time. The standardized level
difference is evaluated from :
T
D L L 10 lg dB (3)
2m,nT 1,2m 2
T
0
where
L
is the average sound pressure level at 2 m in front of the façade, in decibels ;
1,2m
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T is the reverberation time in the receiving room, in seconds ;
L is the average sound pressure level in the receiving room, in decibels ;
2
T is the reference reverberation time, in seconds; for dwellings given as 0,5 s.
0
The standardized level difference can be determined either with the prevailing traffic noise or with noise from a
loudspeaker. This is indicated by adding the subscript 'tr' and 'ls' respectively, i.e. D or D .
tr,2m,nT ls,2m,nT
3.1.4 Normalized level difference D
2m,n
The difference between the outdoor sound pressure level at 2 m in front of the façade and the sound pressure level
in the receiving room, corresponding to a reference value of absorption area. The normalized level difference is
evaluated from :
A
D L L 10 lg dB (4)
2m,n 1,2m 2
A
0
where
A is the reference equivalent sound absorption area, in square metres ; for dwellings given as 10 m².
0
The normalized level difference can be determined either with the prevailing traffic noise or with noise from a
loudspeaker. This is indicated by adding the subscript 'tr' and 'ls' respectively, i.e D or D .
tr,2m,n ls,2m,n
3.1.5 Relations between quantities
sound reduction indices R' R'
The two , and , tend to give results with a systematic difference over a large
tr,s
45
frequency range. The apparent sound reduction index R' , both for the single number rating and for the lower
45
frequencies, gives results which are 0 dB to 2 dB higher than the results for R' . R' gives values which are
tr,s tr,s
comparable to those measured under laboratory conditions. These differences will be taken into account in the
calculation model.
The two sound level differences, D and D , are directly related to each other :
2m,nT 2m,n
V
10 lg 016 D 10 lg 0,32 V dB
D D , (5)
2m,n 2m,nT 2m,nT
T A
0 0
where
V is the volume of the receiving room, in cubic metres.
It is therefore sufficient to estimate one of these quantities in order to deduce the other. As far as the level
D
differences are concerned the standardized level difference is chosen in this document as the prime quantity
2m,nT
to be estimated.
The measurements with traffic noise or a loudspeaker as noise source tend to give results which are equal without
a systematic difference. So :
D D dB (6)
tr,2m,nT ls,2m,nT
The sound level difference of a façade is related to the sound reduction index. The model for the sound level
difference therefore is linked to the model for the sound reduction index.
3.2 Quantities to express element performance
The quantities expressing the performance of elements are used as part of the input data to estimate building
performance. These quantities are determined in one-third octave bands and can be expressed in octave bands as
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well. In relevant cases a single number rating for the element performance can be obtained from this, in
accordance with EN ISO 717-1, for instance R (C;C ) and D (C;C ).
w tr n,e,w tr
3.2.1 Sound reduction index R
W
Ten times the common logarithm of the ratio of the sound power , incident on a test specimen to the sound
1
W
power transmitted through the specimen :
2
W
1
R 10 lg dB (7)
W
2
This quantity is to be determined in accordance with EN ISO 140-3.
3.2.2 Element normalized level difference D
n,e
The 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 building element (e.g. transfer air devices). D is
n,e
normalized to an equivalent sound absorption area (A ) in the receiving room; A =10 m².
o o
A
D L L 10 lg dB (8)
n,e 1 2
A
0
This quantity is to be determined in accordance with EN 20140-10.
3.2.3 Other relevant data
For the calculations additional information on constructions could be necessary, e.g.:
the shape of the façade ;
sealing type and quality for gaps and connections ;
total façade area.
3.3 Other terms and quantities
Sound reduction index of façade for diffuse incident sound field R'
Sound reduction index of the façade as it hypothetically can be measured with a diffuse incident sound field in the
actual field situation. This quantity is used as a common calculation quantity from which the various quantities for
the building performance can be obtained.
NOTE In some countries the building performance is not expressed in one of the measurable quantities, but in this quantity
R’.
Façade shape level difference L
fs
Difference of the sound level of the incident sound, L , on a shaped façade and the sound level on the surface of
1,in
the façade plane, L , plus 6 dB. This quantity can be determined according to :
1,s
L L L 6 dB (9)
fs 1,in 1,s
where
L is the average sound pressure level at the position of the façade plane, without the façade being
1,in
present, in decibels ;
L is the average sound pressure level on the outside surface of the actual façade plane, in decibels.
1,s
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NOTE Information on the façade shape el difference and the method to determine its values is given in annex C.
4 Calculation models
4.1 General principles
By façade is understood the whole outer surface of a room. The façade can consist of different elements, e.g.
window, door, wall, roof, ventilation equipment ; the sound transmission through the façade is due to the sound
transmission by each of these elements. It is assumed that the transmission for each element is independent from
the transmission of the other elements. The different types of exterior sound fields used in the various
measurement situations defined for the determination of the quantities to express the building performance lead to
different values. However, it is a reasonably proven assumption that the transmission for a diffuse incident sound
field is sufficiently representative for these varying types of exterior sound fields. Therefore the apparent sound
reduction index of the façade for diffuse incident sound is calculated, from which all other quantities are deduced.
The apparent sound reduction index R' of the façade for diffuse incident sound is calculated by adding the sound
power directly transmitted by each of the elements and the sound power transmitted by flanking transmission.
n m
R 10 lg dB (10)
e,i f
i1 f1
where
is the sound power ratio of radiated sound power by a façade element i due to direct transmission of
e,i
incident sound on this element, relative to incident sound power on the total façade ;
is the sound power ratio of radiated sound power by a façade or flanking element f in the receiving
f
room due to flanking transmission, relative to incident sound power on the total façade ;
n is the number of façade elements for direct transmission ;
m is the number of flanking façade elements.
NOTE 1 The sound power ratio indicates directly the contribution of the element to the total sound transmission; for this
e
purpose R = -10 lg could be designated as the partial sound reduction index.
p e
NOTE 2 For direct transmission only, equation (14) and equation (15) could be integrated in equation (10), resulting in the
often used expression for the sound reduction index of composed elements.
For direct transmission the sound power ratio can be determined for each façade element directly from the
e
acoustic data on that element, including the contribution of each composing part ; see 4.2. Alternatively this sound
power ratio for one or more elements could be estimated from acoustic data on each of the composing parts of that
element ; see annex B. The choice depends on regulations and the available acoustic data.
For flanking transmission the sound power ratio can be determined according to 4.3.
f
The apparent sound reduction index of the façade is determined from :
R' R'1dB (11)
45
R' R' dB (12)
tr,s
NOTE 3 These equations represent the average relation between the quantities. For the single number rating the variation
around the average is typically ± 1 dB. For frequency bands the spread is typically ± 2 dB for façades composed from various
elements. However, in special cases, e.g. where the transmission is completely dominated by single glass panes, the difference
between the two quantities at frequencies around and above the coincidence frequency is less systematic and can be much
larger.
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The standardized level difference of a façade depends on the sound reduction index of the façade as seen from the
inside, the influence of the outside shape of the façade, like balconies, and the room dimensions. It follows from :
V
D R L 10 lg dB (13)
2m,nT
fs
6 T S
0
where
V is the volume of the receiving room, in cubic metres ;
S is the total area of the façade as seen from the inside (i.e. the sum of the area of all façade elements),
in square metres ;
L is the level difference due to façade shape, in decibels.
fs
NOTE 4 The standardized level difference can be used to estimate the sound pressure level inside; see annex E.
Information on the level difference due to the façade shape is given in annex C.
The model can be used to calculate the building performance in frequency bands, based on acoustic data for the
building elements in frequency bands (one-third octave bands or octave bands). The calculation is to be 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.
From these results the single number rating for the building performance can be deduced in accordance with
EN ISO 717-1.
NOTE 5 The calculations can be extended to higher or lower frequencies if acoustic data are available for such a larger
frequency range. However, especially for the lower frequencies no information is currently available on the accuracy of
calculations for these frequency bands.
The model can also be used to calculate directly the single number rating for the building performance, based on
the single number ratings of the elements involved. It concerns the weighting in accordance with EN ISO 717-1.
The resulting estimate of the building performance is given in the same type of single number rating as is used for
the building elements, i.e. using R and D for elements results in R' for the façade; using (R + C ) and
w n,e,w 45,w w tr
(D + C ) for elements results in (D + C ) for the façade. These spectrum adaptation terms refer to the
n,e,w tr 2m,nT,w tr
frequency range covered by the octave bands from 125 Hz to 2 000 Hz or the one-third octave bands from 100 Hz
to 3150 Hz. If a larger frequency range is to be considered the appropriate spectrum adaptation term for such a
larger frequency range should be used.
NOTE 6 For convenience the sums with the spectrum adaptation term for buildings can be denoted by one symbol, for
instance R' + C = R' and D + C = D .
w tr Atr 2m,nT,w tr 2m,nT,Atr
NOTE 7 The energetic summation involved in the model is exact for (R + C ) and a reasonable approximation for R .
w tr w
4.2 Determination of direct transmission from acoustic data on elements
All elements of the façade shall be included in the calculation. The sound power ratio is calculated according to the
following, where the distinction between small and other elements is in accordance with EN 20140-10.
4.2.1 Small elements
A
D /10
0
n,e,i
10 (14)
e,i
S
2
A 10 m
0
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ISO 15712-3:2005(E)
where in the input data
D is the element normalized sound level difference of small element i, in decibels ;
n,e,i
S is the total area of the façade as seen from the inside (i.e. the sum of the area of all elements), in
square metres.
4.2.2 Other elements
S
i R /10
i
10 (15)
e,i
S
where in the input data
R is the sound reduction index of element i, in decibels ;
i
S is the area of element i, in square metres.
i
The sound transmission through the connections and sealing between elements is considered to be included in the
data for one of the connected elements.
NOTE Normally the connection between elements is sufficiently represented by the mounting of the element as applied
during the laboratory tests and it is thus included in the acoustic data on the elements. Otherwise it can be added as a seperate
'element', see annex B.
The acoustic data on the elements involved should be taken primarily from standardized laboratory measurements.
However, they could also be deduced in other ways, using theoretical calculations, empirical estimations or
measurement results from field situations. Some information on this is given in annex D.
The sources of the data used shall be clearly stated.
4.3 Determination of flanking transmission
The sound power ratio for flanking transmission by element f follows from the summation of the flanking
f
transmission factors for all flanking transmission paths to that element. These flanking transmission factors can be
determined in accordance with prEN 12354-1:1999, with the area S taken as the total area S of the façade. For all
s
D
flanking elements this concerns and in the notation of prEN 12354-1:1999, where designate façade
Ff
Df
elements and F designates the parts of the façade which are not part of the considered receiving room. For all
façade elements this concerns in the notation of prEN 12354-1:1999, where d designates the façade elements.
Fd
The contribution of flanking transmission is normally negligible. However, if rigid elements, such as concrete or
brick, are connected to other rigid elements within the receiving room, such as floors or partition walls, flanking
transmission can contribute to the overall sound transmission. This might become important where the
requirements are high.
NOTE In most case it is thus not necessary to calculate the contribution of flanking transmission. To be on the safe side, it
would be sufficient in the cases with rigid elements to incorporate flanking transmission in a global way by reducing the sound
reduction index for this type of rigid, heavy façade elements ; subtracting 2 dB is normally sufficient.
4.4 Interpretations
for glazing and glazed windows the sound transmission is influenced by area and niches. For areas and niches
normally encountered in field situations these effects do not deviate much from the laboratory measurement
situation and can be ignored for practical purposes ;
for several types of elements, especially openable elements, the quality of the sealing is very important for the
obtained sound reduction index. It is therefore important to ensure that the quality in the field will indeed be
equal to that for the laboratory measurements. In case of doubt the effect of transmission through the gaps
and sealing could be estimated as in annex B ;
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ISO 15712-3:2005(E)
for lightweight double elements, such as panels, the actual sound reduction index can be smaller than in
accordance with laboratory measurements on full size elements, due to differences in area and often a larger
number of connections ;
the sound transmission through small elements, such as air inlets, can be influenced by their position relative to
reflecting walls and/or ceilings. This is either accounted for by the mounting position in the laboratory in
accordance with EN 20140-10 or the effect can be estimated ; see annex D. The effect of mounting position for
small elements is also influenced by outside walls
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15712-3
Première édition
2005-01-15
Acoustique du bâtiment — Calcul de la
performance acoustique des bâtiments à
partir de la performance des éléments —
Partie 3:
Isolement aux bruits aériens venus de
l'extérieur
Building acoustics — Estimation of acoustic performance of buildings
from the performance of elements —
Part 3: Airborne sound insulation against outdoor sound
Numéro de référence
ISO 15712-3:2005(F)
©
ISO 2005
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 15712-3:2005(F)
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ISO 15712-3:2005(F)
Sommaire
Avant-propos.iv
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives .1
3 Grandeurs significatives.2
3.1 Grandeurs permettant d’exprimer les performances du bâtiment .2
3.1.1 Indice d'affaiblissement acoustique apparent R' .2
45°
3.1.2 Indice d'affaiblissement acoustique apparent R' .2
tr,s
3.1.3 Isolement acoustique standardisé D .2
2m,nT
3.1.4 Isolement acoustique normalisé D .3
2m,n
3.1.5 Relations entre les grandeurs .3
3.2 Grandeurs permettant d’exprimer les performances des éléments.4
3.2.1 Indice d'affaiblissement acoustique R.4
3.2.2 Isolement acoustique normalisé d'un élément D .4
n,e
3.2.3 Autres données utiles .4
3.3 Autres termes et grandeurs.4
4 Modèle de calcul .5
4.1 Principes généraux.5
4.2 Détermination de la transmission directe à partir des données acoustiques relatives aux
éléments.7
4.2.1 Petits éléments.7
4.2.2 Autres éléments .7
4.3 Détermination de la transmission latérale .7
4.4 Interprétations.8
4.5 Limites.8
5 Précision.9
Annexe A (normative) Liste des symboles.10
Annexe B (informative) Détermination de la transmission par les éléments à partir des parties
constitutives.12
Annexe C (informative) Influence de la forme des façades.15
Annexe D (informative) Indice d'affaiblissement acoustique des éléments.19
Annexe E (informative) Estimation des niveaux acoustiques à l'intérieur.23
Annexe F (informative) Exemples de calcul.25
Bibliographie .28
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ISO 15712-3:2005(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 15712-3 a été élaborée par le CEN/TC 126, Propriétés acoustiques des produits de construction et de
bâtiments, (comme EN 12354-3:2000) 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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Acoustique du bâtiment — Calcul de la performance acoustique
des bâtiments à partir de la performance des éléments —
Partie 3:
Isolement aux bruits aériens venus de l'extérieur
1 Domaine d'application
La présente Norme européenne spécifie un modèle de calcul permettant de déterminer l’isolement acoustique ou
la différence de niveau de pression acoustique d’une façade ou de toute autre surface extérieure d’un bâtiment. Le
calcul repose sur l’indice d’affaiblissement acoustique des différents éléments dont se compose la façade en
incluant les transmissions directe et latérale. Il donne des résultats qui correspondent approximativement à ceux
obtenus à partir de mesurages in situ conformément à l’EN ISO 140-5. Les calculs peuvent être effectués pour des
bandes de fréquences ou des indices uniques.
Les résultats du calcul peuvent servir également à calculer le niveau de pression acoustique à l’intérieur dû, par
exemple, à la circulation routière ; cette utilisation est traitée dans l’annexe D informative.
Le présent document décrit les principes du modèle de calcul, énumère les grandeurs significatives et définit les
applications et les limites de ce modèle. Il est destiné aux experts en acoustique et fournit un cadre afin de
développer des documents applicatifs et des outils destinés à d'autres utilisateurs dans le domaine du bâtiment, en
tenant compte des circonstances locales.
Le modèle repose sur l'expérience de prédictions pour des bâtiments d'habitation ; il peut aussi être utilisé pour
d'autres types de bâtiments à condition que les dimensions des constructions ne diffèrent pas trop de celles des
bâtiments d'habitation.
2 Références normatives
La présente 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).
prEN 12354-1:1999, Acoustique du bâtiment - Calcul des performances acoustiques des bâtiments à partir de la
performance des éléments - Partie 1 : Isolement acoustique aux bruits aériens entre des locaux.
EN 20140-10, Acoustique - Mesurage de l'isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction -
Partie 10 : Mesurage en laboratoire de l'isolation au bruit aérien de petits éléments de construction
(ISO 140-10 :1991).
EN ISO 140-1, Acoustique - Mesurage de l'isolement acoustique des immeubles et des éléments de construction -
Partie 1 : Spécifications relatives aux laboratoires sans transmissions latérales
(ISO 140-1 :1997).
EN ISO 140-3, Acoustique - Mesurage de l'isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction -
Partie 3 : Mesurage en laboratoire de l'isolation aux bruits aériens des éléments de construction
(ISO 140-3 :1995).
Acoustique - Mesurage de l'isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction -
EN ISO 140-5,
Partie 5 : Mesurages in situ de la transmission des bruits aériens par les éléments de façade et les façades
(ISO 140-5 :1998).
EN ISO 717-1, Acoustique - Evaluation de l'isolement acoustique des immeubles et des éléments de construction -
Partie 1 : Isolement aux bruits aériens (ISO 717-1 :1996).
EN ISO 11654, Acoustique - Absorbants pour l'utilisation dans les bâtiments - Evaluation de l'absorption
acoustique
(ISO 11654 :1997).
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3 Grandeurs significatives
3.1 Grandeurs permettant d’exprimer les performances du bâtiment
L'isolement acoustique des façades peut, conformément à l'EN ISO 140-5 être exprimé par plusieurs grandeurs.
Ces grandeurs sont déterminées par bandes de fréquences (bandes de tiers d'octave ou bandes d'octave) à partir
desquelles l'indice unique d'évaluation des performances du bâtiment peut être obtenu conformément à
l'EN ISO 717-1, par exemple R' , D ou (R' + C ).
w ls,2m,nT,w w tr
3.1.1 Indice d'affaiblissement acoustique apparent R'
45°
Isolement aux bruits aériens par un élément de construction lorsque la source sonore est un haut-parleur et l'angle
d'incidence de 45 °. Cet indice d'affaiblissement acoustique apparent est évalué à partir de :
S
'
LL10 lg1,5 dB (1)
R
451,s 2
A
où
L est le niveau moyen de pression acoustique sur la surface extérieure de l'élément de construction, y
1,s
compris les effets de réflexion par la façade, en décibels ;
L est le niveau moyen de pression acoustique dans le local de réception, en décibels ;
2
S est la surface de l'élément de construction, en mètres carrés ;
A est la surface d'absorption acoustique équivalente dans le local de réception, en mètres carrés.
3.1.2 Indice d'affaiblissement acoustique apparent R'
tr,s
Affaiblissement des bruits aériens par un élément de construction lorsque la source sonore est le bruit de la
circulation. Cet indice d'affaiblissement acoustique apparent est évalué à partir de :
S
'
LL10 lg3 dB (2)Rtr,s
eq,1,s eq,2
A
où
L est le niveau moyen équivalent de pression acoustique sur la surface extérieure de l'élément de
eq,1,s
construction, y compris les effets de réflexion par la façade, en décibels ;
L est le niveau moyen équivalent de pression acoustique dans le local de réception, en décibels.
eq,2
3.1.3 Isolement acoustique standardisé D
2m,nT
Différence entre le niveau de pression acoustique à l'extérieur, à 2 m en avant de la façade, et le niveau de
pression acoustique dans le local de réception, correspondant à une valeur de référence de la durée de
réverbération. L'isolement acoustique standardisé est évalué à partir de :
T
D L L10 lg dB (3)
2m,nT 1,2m 2
T
0
où
L est le niveau moyen de pression acoustique, à 2 m en avant de la façade, en décibels ;
1,2m
T
est la durée de réverbération dans le local de réception, en secondes ;
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L est le niveau moyen de pression acoustique dans le local de réception, en décibels ;
2
T est la durée de réverbération de référence, en secondes ; elle est donnée égale à 0,5 s pour les
0
immeubles d'habitation.
L'isolement acoustique standardisé peut être déterminé soit à partir du bruit courant de la circulation soit à partir
d’un haut-parleur, ce qu'indique respectivement l'adjonction de l'indice 'tr' et 'Is', c'est-à-dire D ou D .
tr,2m,nT ls,2m,nT
3.1.4 Isolement acoustique normalisé D
2m,n
Différence entre le niveau de pression acoustique à l'extérieur, à 2 m en avant de la façade, et le niveau de
pression acoustique dans le local de réception, correspondant à une valeur de référence de la surface
d'absorption. L'isolement acoustique normalisé est évalué à partir de :
A
D L L10 lg dB (4)m,n ,m
2 12 2
A
0
où
A
est la surface d'absorption acoustique équivalente de référence, en mètres carrés ; pour les
0
immeubles d'habitation, elle est égale à 10 m²
L'isolement acoustique normalisé peut être déterminé soit à partir bruit courant de la circulation soit à partir d’un
haut-parleur, ce qu'indique respectivement l'adjonction de l'indice 'tr' et 'Is', c'est-à-dire D ou D .
tr,2m,n ls,2m,n
3.1.5 Relations entre les grandeurs
Les deux indices d'affaiblissement acoustique R' et R' tendent à donner des résultats avec une différence
45° tr,s
systématique dans un grand domaine de fréquences. L'indice d'affaiblissement acoustique apparent R' , tant pour
45°
l'indice unique que pour les basses fréquences, donne des résultats supérieurs de 0 dB à 2 dB aux résultats
obtenus pour R' qui donne des valeurs comparables à celles mesurées dans les conditions de laboratoire. Ces
tr,s
différences seront prises en compte dans le modèle de calcul.
D D
Il existe un lien direct entre les deux types isolements acoustiques et :
2m,nT 2m,n
V
DD10 lg 0,16D10 lg 0,32 V dB (5)
2m,n 2m,nT 2m,nT
T A
0 0
où
V est le volume du local de réception, en mètres cubes.
Il suffit donc d'estimer l'une de ces grandeurs pour en déduire l'autre. En ce qui concerne les isolements
acoustiques, le présent document a choisi l'isolement acoustique standardisé D pour être déterminée en
2m,nT
premier.
Les mesurages utilisant le bruit de la circulation ou un haut-parleur comme source sonore tendent à donner des
résultats équivalents sans différence systématique. D'où :
DD
dB (6)
tr,2m,nT ls,2m,nT
L'isolement acoustique d'une façade est lié à l'indice d'affaiblissement acoustique. Le modèle pour calculer
l'isolement acoustique se rattache donc à celui utilisé pour le calcul de l'indice d'affaiblissement acoustique.
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3.2 Grandeurs permettant d’exprimer les performances des éléments
Les grandeurs permettant d’exprimer les performances des éléments font partie des données d'entrée destinées à
calculer les performances du bâtiment. Ces grandeurs sont déterminées par bandes de tiers d'octave et peuvent
aussi être exprimées par bandes d'octave. Dans les cas concernés, l’indice unique d’évaluation des performances
de l’élément peut être obtenu à partir de ces données, conformément à l'EN ISO 717-1, par exemple R (C;C ) et
w tr
D (C;C ).
n,e,w tr
3.2.1 Indice d'affaiblissement acoustique R
Dix fois le logarithme décimal du rapport de la puissance acoustique W , incidente sur un échantillon, à la
1
puissance acoustique W transmise par l’échantillon :
2
W
1
R10 lg dB (7)
W
2
Cette grandeur doit être déterminée conformément à l'EN ISO 140-3.
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 un des deux locaux, la transmission acoustique étant
uniquement due à un petit élément de construction (par exemple des entrées d'air). D est normalisé par rapport à
n,e
une surface d'absorption acoustique équivalente (A ) dans le local de réception ; A = 10 m².
0 0
A
D L L10 lg dB (8)
n,e 12
A
0
Cette grandeur doit être déterminée conformément à l'EN 20140-10.
3.2.3 Autres données utiles
Les calculs sont susceptibles de nécessiter un supplément d’informations, notamment :
la forme de la façade ;
le type et la qualité de l'étanchéité au niveau des fentes et des raccordements ;
la surface totale de la façade.
3.3 Autres termes et grandeurs
Indice d'affaiblissement acoustique de la façade pour un champ d’excitation acoustique incident diffus R'
Indice d'affaiblissement acoustique de la façade, susceptible d'être mesuré avec un champ acoustique incident
diffus in situ. Cette grandeur est utilisée comme grandeur de calcul courante à partir de laquelle il est possible
d'obtenir les diverses grandeurs caractérisant les performances du bâtiment.
NOTE Dans certains pays, les performances d’un bâtiment ne sont pas exprimées par l’une des grandeurs mesurables mais
par la grandeur R’.
Isolement acoustique dû à la forme de la façade L
fs
Différence de niveau acoustique entre le bruit incident, L , sur une façade profilée, et le niveau acoustique sur la
1,in
surface du plan de la façade, L , plus 6 dB. Cette grandeur peut être déterminée conformément à :
1,s
L LL6 dB (9)
fs 1,in 1,s
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où
L
est le niveau moyen de la pression acoustique au niveau du plan de la façade, sans présence de cette
1,in
façade, en décibels ;
L est le niveau moyen de la pression acoustique sur la surface extérieure du plan de la façade réelle, en
1,s
décibels.
NOTE L'annexe C donne des informations sur l'isolement acoustique de par la forme de la façade et sur la méthode
permettant d’en déterminer la valeur.
4 Modèle de calcul
4.1 Principes généraux
Par façade, on entend la totalité de la surface extérieure d’un local. La façade peut se composer de différents
éléments par exemple une fenêtre, une porte, un mur, un toit, un système de ventilation ; et la transmission
acoustique par la façade est due à la transmission acoustique par chacun de ces éléments. On part de l'hypothèse
que la transmission pour chaque élément est indépendante de celle des autres éléments. Les différents types de
champs acoustiques extérieurs utilisés dans les diverses situations de mesurage définies pour la détermination
des grandeurs destinées à exprimer les performances du bâtiment aboutissent à des valeurs différentes. Toutefois,
il est raisonnable de supposer que la transmission d'un champ acoustique incident diffus est suffisamment
représentative de ces divers types de champs acoustiques extérieurs. On calcule donc l'indice d'affaiblissement
acoustique apparent de la façade pour un champ d’excitation acoustique incident diffus, dont on déduit toutes les
autres grandeurs.
L'indice d'affaiblissement acoustique apparent R' de la façade pour un champ d’excitation acoustique incident diffus
se calcule en additionnant la puissance acoustique directement transmise par chacun des éléments et la
puissance acoustique transmise par transmission latérale.
n m
R 10 lgdB (10)
e,if
i 1 f1
où
est le rapport entre la puissance acoustique rayonnée par un élément de façade i du fait de la
e,i
transmission directe du bruit incident sur cet élément et la puissance acoustique incidente sur la
façade totale ;
est le rapport entre la puissance acoustique rayonnée par une façade ou un élément latéral f dans le
f
local de réception, du fait de la transmission latérale et la puissance acoustique incidente sur la
façade totale ;
n est le nombre d'éléments de la façade pour la transmission directe ;
m
est le nombre d'éléments de la façade pour la transmission latérale.
NOTE 1 Le rapport de la puissance acoustique indique directement la contribution de l'élément à la transmission
e
acoustique totale ; à cet effet, il convient de désigner par R = -10 lg l'indice d'affaiblissement acoustique partiel.
p e
NOTE 2 Pour la transmission directe uniquement les équations (14) et (15) pourraient être intégrées dans l'équation (10),
donnant l'expression souvent utilisée pour l'indice d'affaiblissement acoustique des éléments composés.
Pour la transmission directe, le rapport de puissance acoustique peut être directement déterminé pour chaque
e
élément de façade à partir des données acoustiques de cet élément, y compris la contribution de chaque partie
constitutive ; voir 4.2. Le rapport de puissance acoustique pour un ou plusieurs éléments pourrait également être
calculé à partir des données acoustiques de chacune des parties constitutives de cet élément ; voir annexe B. Le
choix dépend des réglementations et des données disponibles en matière d'acoustique.
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ISO 15712-3:2005(F)
En ce qui concerne la transmission latérale, le rapport de puissance acoustique peut être déterminé
f
conformément à 4.3.
L'indice d'affaiblissement acoustique apparent de la façade est déterminé à partir de :
R'R'1dB (11)
45
R'R' dB (12)
tr,s
NOTE 3 Ces équations représentent la relation moyenne entre les grandeurs. En ce qui concerne l'indice unique
d'évaluation, la variation autour de la moyenne se situe généralement à ± 1 dB. Pour les bandes de fréquence, l'écart est
généralement de ± 2 dB pour les façades composées de divers éléments. Toutefois, dans des cas particuliers, par exemple
lorsque la transmission est totalement dominée par des vitrages simples, la différence entre les deux grandeurs pour les
fréquences avoisinant ou supérieures à la fréquence de coïncidence, est moins systématique et peut être beaucoup plus
importante.
L'isolement acoustique standardisé d'une façade dépend de l'indice d'affaiblissement acoustique de cette façade
vue de l'intérieur, de l'influence de la forme extérieure de la façade, telle que l’existence de balcons, et des
dimensions des locaux. On l'obtient à partir de l'équation suivante :
V
DRL10 lg dB (13)
2m,nT fs
6 T S
0
où
V est le volume du local de réception, en mètres cubes ;
S
est la surface totale de la façade vue de l'intérieur (c'est-à-dire la somme des surfaces de tous les
éléments de la façade), en mètres carrés ;
L est l'isolement acoustique dû à la forme de la façade, en décibels.
fs
NOTE 4 L'isolement acoustique standardisé peut permettre d'estimer le niveau de pression acoustique à l'intérieur, voir
annexe E.
L'annexe C donne des informations sur l'isolement acoustique dû à la forme de la façade.
Le modèle peut servir à calculer les performances du bâtiment dans les bandes de fréquence, à partir des données
acoustiques concernant les éléments de construction dans les bandes de fréquence (bandes de tiers d'octave ou
bandes d'octave). Le calcul doit au moins être effectué pour les bandes d'octave comprises entre 125 Hz et 2000
Hz ou pour les bandes de tiers d'octave comprises entre 100 Hz et 3150 Hz. Il est possible de déduire de ces
résultats l'indice unique d'évaluation des performances du bâtiment, conformément à l'EN ISO 717-1.
NOTE 5 Les calculs peuvent être élargis à des fréquences supérieures ou inférieures si l'on dispose de données
acoustiques pour ce domaine de fréquences plus large. Toutefois et notamment pour les basses fréquences, on ne dispose
actuellement d'aucune information sur la précision des calculs pour ces bandes de fréquence.
Le modèle peut également servir à calculer directement l'indice unique d'évaluation des performances du bâtiment
à partir des indices uniques d'évaluation des performances des éléments en question. Cela fait l’objet de la
pondération conformément à l'EN ISO 717-1. L'estimation des performances du bâtiment ainsi obtenue est donnée
de la même manière que l'indice unique pour les éléments de construction, c'est-à-dire en utilisant R et D des
w n,e,w
éléments pour R' de la façade et (R + C ) et (D , + C ) des éléments pour (D + C ) de la façade. Ces
45°,w w tr n,e,w tr 2m,nT,w tr
termes d'adaptation s'appliquent au domaine de fréquence couvert par les bandes d'octave comprises entre 125
Hz et 2000 Hz ou les bandes de tiers d'octave comprises entre 100 Hz et 3150 Hz. Dans le cas de domaine de
fréquences plus large, il convient d'utiliser le terme d'adaptation adapté à ce domaine de fréquence élargi.
NOTE 6 Pour plus de facilité, les sommes comportant le terme d'adaptation pour les bâtiments peuvent être désignées par
un seul symbole, par exemple R' + C = R' et D + C = D .
w tr Atr 2m,nT,w tr 2m,nT,Atr
NOTE 7 La somme des énergies impliquées dans le modèle est exacte pour (R + C ) et constitue une approximation
w tr
raisonnable pour R .
w
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4.2 Détermination de la transmission directe à partir des données acoustiques relatives aux
éléments
Tous les éléments de la façade doivent être inclus dans le calcul. Le rapport de la puissance acoustique est calculé
conformément aux points ci-dessous dans la mesure où la distinction entre petits éléments et autres éléments est
conforme à l'EN 20 140-10.
4.2.1 Petits éléments
AD /10
0
n,e,i
10 (14)
e,i
S
2
A10 m
0
où, en données d'entrée,
D est l'isolement acoustique normalisé d'un petit élément i, en décibels ;
n,e,i
S
est la surface totale de la façade, vue de l'intérieur (c'est-à-dire la somme des surfaces de tous les
éléments), en mètres carrés.
4.2.2 Autres éléments
S
iR /10
i
10 (15)
e,i
S
où, en données d'entrée,
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
La transmission acoustique par les liaisons et l'étanchéité entre les éléments est considérée incluse dans les
données relatives à l'un des éléments raccordés.
NOTE Normalement, le montage de l'élément utilisé au cours des essais en laboratoire est suffisamment représentatif de
la liaison entre les éléments. Elle est donc incluse dans les données acoustiques relatives aux éléments. Sinon, il est possible
de l'ajouter en 'élément' séparé (voir annexe B).
Il convient d'utiliser en premier les mesurages standardisés de laboratoire pour obtenir les données acoustiques
concernant les éléments en jeu. Toutefois, ceux-ci peuvent également être obtenus par d'autres moyens, à l'aide
de calculs théoriques, d'estimations empiriques ou de résultats de
...
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