ISO 140-18:2006
(Main)Acoustics — Measurement of sound insulation in buildings and of building elements — Part 18: Laboratory measurement of sound generated by rainfall on building elements
Acoustics — Measurement of sound insulation in buildings and of building elements — Part 18: Laboratory measurement of sound generated by rainfall on building elements
ISO 140-18:2006 specifies a laboratory method of measurement of the impact sound insulation of roofs, roof/ceiling systems and skylights excited by artificial rainfall. The results obtained can be used for assessing the noise to be produced by rainfall on a given building element in the room or space below. The results can also be used to compare rainfall sound insulation capabilities of building elements and to design building elements with appropriate rainfall sound insulation properties. ISO 140-18:2006 is based on measurements with artificial raindrops under controlled conditions using a water tank in a laboratory test facility in which flanking sound transmission is suppressed. Measurements using real rain, although a useful means for validation purposes, are not included because of the variable, unpredictable and intermittent nature of real rain. Other mechanical simulation methods under investigation by researchers are not sufficiently well developed at present to adequately simulate real rain both in terms of sound levels and spectra generated.
Acoustique — Mesurage de l'isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction — Partie 18: Mesurage en laboratoire du bruit produit par la pluie sur les éléments de construction
L'ISO 140-18:2006 spécifie une méthode de mesurage en laboratoire de l'isolement acoustique aux bruits de choc des toits, toitures/plafonds et fenêtres de toit soumis à une excitation par une pluie artificielle. Les résultats obtenus peuvent servir à évaluer le bruit produit par la pluie sur un élément de construction donné dans la salle ou l'espace inférieur. Ils peuvent également être utilisés pour comparer les performances d'isolement acoustique à la pluie des éléments de construction et pour concevoir des éléments de construction dont les propriétés d'isolement acoustique à la pluie sont appropriées. L'ISO 140-18:2006 est basée sur les mesurages effectués avec une pluie artificielle dans des conditions maîtrisées, en utilisant un réservoir d'eau monté sur un local d'essai sans transmissions latérales. Bien que les mesurages effectués avec la pluie réelle constituent un moyen utile utilisé à des fins de validation, ils ne sont pas inclus dans l'ISO 140-18:2006 en raison de la nature variable, imprévisible et intermittente de la pluie réelle. Les autres méthodes de simulation mécaniques étudiées par les chercheurs ne sont actuellement pas suffisamment développées pour simuler de manière adéquate la pluie réelle, à la fois en termes de niveaux acoustiques et de spectres générés.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 140-18
First edition
2006-11-15
Acoustics — Measurement of sound
insulation in buildings and of building
elements —
Part 18:
Laboratory measurement of sound
generated by rainfall on building
elements
Acoustique — Mesurage de l'isolement acoustique des immeubles et
des éléments de construction —
Partie 18: Mesurage en laboratoire des bruits produit par la pluie sur les
éléments de construction
Reference number
ISO 140-18:2006(E)
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ISO 2006
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ISO 140-18:2006(E)
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ISO 140-18:2006(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 2
4 Equipment . 3
5 Test arrangement. 3
6 Classification of rain types . 4
7 Test equipment and procedure . 4
8 Expression of results . 9
9 Measurement uncertainty . 9
10 Test report . 10
Annex A (informative) Example of a tank with perforated base . 11
Annex B (informative) Reference test specimens. 14
Bibliography . 16
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ISO 140-18:2006(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 140-18 was prepared by Technical Committee ISO/TC 43, Acoustics, Subcommittee SC 2, Buildings
acoustics.
ISO 140 consists of the following parts, under the general title Acoustics — Measurement of sound insulation
in buildings and of building elements:
— Part 1: Requirements for laboratory test facilities with suppressed flanking transmission
— Part 2: Determination, verification and application of precision data
— Part 3: Laboratory measurements of airborne sound insulation of building elements
— Part 4: Field measurements of airborne sound insulation between rooms
— Part 5: Field measurements of airborne sound insulation of façade elements and façades
— Part 6: Laboratory measurements of impact sound insulation of floors
— Part 7: Field measurements of impact sound insulation of floors
— Part 8: Laboratory measurements of the reduction of transmitted impact noise by floor coverings on a
heavyweight standard floor
— Part 9: Laboratory measurement of room-to-room airborne sound insulation of a suspended ceiling with a
plenum above it
— Part 10: Laboratory measurement of airborne sound insulation of small building elements
— Part 11: Laboratory measurements of the reduction of transmitted impact sound by floor coverings on
lightweight reference floors
— Part 13: Guidelines (Technical Report)
— Part 14: Guidelines for special situations in the field
— Part 16: Laboratory measurement of the sound reduction index improvement by additional lining
— Part 18: Laboratory measurement of sound generated by rainfall on building elements
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ISO 140-18:2006(E)
Introduction
This part of ISO 140 prescribes a laboratory method for the measurement of sound generated by rainfall on
building elements using artificial raindrops produced by a water tank.
Ideally, one should expose the test specimen to real rain for such measurements. But real rain is neither
steady nor continuous with respect to time. Furthermore, raindrops can vary in diameter due to several factors,
including geographic location, which will introduce variability in measured values. One can, however, use real
raindrops as a means of validation of measured results obtained with artificial raindrops by building a test
room in an unobstructed location. For such research, it is important that the rain sensor or rain gauge is
capable of measuring constant short interval rainfall rates. In the absence of drop size information,
repeatability and fluctuations of the measured sound levels with real rain can be investigated by undertaking
measurements separated by a time interval of at least 24 h.
Artificial raindrop generation systems, other than the water tank used in this part of ISO 140, exist, such as
hydraulic spray nozzles; however, so far, nozzles corresponding to the specifications given in this part of
ISO 140 are not commercially available: indeed, their flow rate is too high when the drop diameter is correct or
the drop diameter is too small when the flow rate is correct. As a result, only the water tank solution is
proposed in this part of ISO 140.
An alternative to real rain or artificial raindrops is the dry mechanical excitation of the test specimen.
Researchers have used different methods, such as excitation by an impact hammer and other mechanical
impacting simulators, with an aim to simulate the noise of real rain. Such methods invariably suffer from the
drawback that the noise source does not generate both the sound levels and the sound spectra that compare
well with corresponding values generated by the real rain on various types of test specimens. Further
research work is encouraged to develop mechanical methods of rain noise generation that can match both the
sound levels and spectra of real rain.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 140-18:2006(E)
Acoustics — Measurement of sound insulation in buildings and
of building elements —
Part 18:
Laboratory measurement of sound generated by rainfall on
building elements
1 Scope
This part of ISO 140 specifies a laboratory method of measurement of the impact sound insulation of roofs,
roof/ceiling systems and skylights excited by artificial rainfall. The results obtained can be used for assessing
the noise to be produced by rainfall on a given building element in the room or space below. The results can
also be used to compare rainfall sound insulation capabilities of building elements and to design building
elements with appropriate rainfall sound insulation properties.
This part of ISO 140 is based on measurements with artificial raindrops under controlled conditions using a
water tank in a laboratory test facility in which flanking sound transmission is suppressed. Measurements
using real rain, although a useful means for validation purposes, are not included because of the variable,
unpredictable and intermittent nature of real rain. Other mechanical simulation methods under investigation by
researchers are not sufficiently well developed at present to adequately simulate real rain both in terms of
sound levels and spectra generated.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 140-1:1997, Acoustics — Measurement of sound insulation in buildings and of building elements —
Part 1: Requirements for laboratory test facilities with suppressed flanking transmission
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 3382-2, Acoustics — Measurement of room acoustic parameters — Part 2: Reverberation time in ordinary
rooms
ISO 10848-1:2006, Acoustics — Laboratory measurement of the flanking transmission of airborne and impact
sound between adjoining rooms — Part 1: Frame document
ISO 15186-1:2000, Acoustics — Measurement of sound insulation in buildings and of building elements using
sound intensity — Part 1: Laboratory measurements
IEC 60721-2-2, Classification of environmental conditions — Part 2: Environmental conditions appearing in
nature — Precipitation and wind
IEC 61260, Electroacoustics — Octave-band and fractional-octave-band filters
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ISO 140-18:2006(E)
IEC 61672-1:2002, Electroacoustics — Sound level meters — Part 1: Specifications
IEC 61672-2:2003, Electroacoustics —Sound level meters — Part 2: Pattern evaluation tests
IEC 60942:2003, Electroacoustics — Sound calibrators
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
average sound pressure level in a room
L
ten times the common logarithm of the ratio of the space and time average of the squared sound pressure to
the square of the reference sound pressure, the space average being taken over the entire room with the
exception of those parts where the direct radiation of a sound source or the near field of the boundaries (walls,
etc.) is of significant influence
NOTE 1 The sound pressure level is given in decibels (dB).
NOTE 2 If a continuously moving microphone is used, L is determined by the following equation:
T
m
2
1/Tp (t) dt
m
∫
0
L= 10 lg dB (1)
2
p
0
where
p(t) is the sound pressure, in pascals;
p is the reference sound pressure and is equal to 20 µPa;
0
T is the integration time, in seconds.
m
NOTE 3 If fixed microphone positions are used, L is determined by
22 2
pp++ .+p
12 n
L= 10 lg dB (2)
2
np
0
where p , p , …, p are r.m.s. sound pressures at n different positions in the room. In practice, usually the sound pressure
1 2 n
levels L are measured. In this case, L is determined by
i
n
1
L /10
i
L= 10 lg 10 dB (3)
∑
n
i=1
where L are the sound pressure levels L to L at n different positions in the room.
i 1 n
3.2
sound intensity level
sound power level per unit area radiated by the test specimen into the test room below referenced to a value
−12 2
of 1 × 10 W/m
NOTE The sound intensity level is given in decibels (dB).
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ISO 140-18:2006(E)
3.3
rainfall rate
depth of water layer created by spreading the rainfall on a horizontal surface in a 1 h time interval
NOTE The rainfall rate is given in millimetres per hour (mm/h).
3.4
volume median drop diameter
value when 50 % of the total volume of water sprayed is made up of drops with diameter larger than the
median value and 50 % with smaller diameter
NOTE The volume median drop diameter is expressed in millimetres.
4 Equipment
The accuracy of the sound level measurement equipment shall comply with the requirements of accuracy
classes 0 or 1 specified in IEC 61672-1:2002 and IEC 61672-2:2003. The complete sound measuring system
including the microphone shall be adjusted before each measurement using a sound calibrator which
complies with the requirements of accuracy class 1 specified in IEC 60942:2003.
The one-third-octave band filters shall comply with the requirements specified in IEC 61260.
The reverberation time measurement equipment shall comply with the requirements specified in ISO 3382-2.
5 Test arrangement
5.1 Test room
A test room without a permanent roof or with an opening in the roof for installation of the test specimens is
required for these measurements; however, if the intensity method is used, then the receiving space shall
meet the requirements given in 7.4.
The requirements of the test room are based on ISO 140-1. The volume of the test room shall be at least
3
50 m . The ratios of the room dimensions shall be so chosen that the natural frequencies in the low
frequencies are spaced as uniformly as possible. If necessary, diffusing elements should be installed in the
test room to obtain a diffuse field.
The airborne sound insulation of the walls, door(s) and floor of the test room shall be sufficiently high so that
the sound field measured in the test room is only that generated by the impact excitation of the test specimen
and radiated from the test specimen.
The background noise level in the test room shall be sufficiently low to permit the measurement of sound
generated by excitation of the test specimen with artificial rainfall. The correction associated with background
noise is discussed in 7.3.2.
The reverberation time in the test room should not be excessively long. It is recommended that the
reverberation time in the test room be not more than 2 s at low test frequencies. If the reverberation time in the
test room is too long, proceed according to ISO 140-1.
5.2 Test specimen
5.2.1 Standard specimen and laboratory configuration
2 2
The size of the opening shall be between 10 m and 20 m , with the length of the shorter edge being not less
than 2,3 m. The test specimen shall be well sealed at the perimeter with the test room to prevent leakage
sound transmission. The joints within the test specimen, if any, shall be sealed in a manner as similar as
possible to the actual construction.
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ISO 140-18:2006(E)
For skylights, the preferred dimensions are 1 500 mm × 1 250 mm with limit deviations of ±50 mm. Skylights
shall be installed in a filler slab construction of sufficiently high airborne sound insulation and well sealed at
the perimeter so that the sound field measured in the test room is only that generated by the impact excitation
of the test specimen and radiated from the test specimen.
The minimum slope of the test specimen is 5° for roofs and 30° for skylights. The slope used shall be the
lowest that is feasible to assure water drainage. Unrepresentative niches should be limited as far as is
possible in practice for small test specimens like skylights, for example by installing the test specimen in a test
opening in a construction having the same slope as the slope of the test specimen.
The position of a small test opening in the surrounding roof construction shall fulfil the same specifications as
for a window opening in a test wall in accordance with ISO 140-3.
5.2.2 Other configurations
2
Specimens of surface area less than 1 m are not recommended. The slope of the test specimen may be the
actual slope for specific situations/systems, if known.
6 Classification of rain types
The real rain can be classified in terms of rainfall rate, typical drop diameters and fall velocities in accordance
with IEC 60721-2-2. These values are given in Table 1.
Table 1 — Classification of rain type according to IEC 60721-2-2
Rainfall rate Typical drop diameter Fall velocity
Rainfall type
mm/h mm m/s
Moderate up to 4 0,5 to 1,0 1 to 2
Intense up to 15 1 to 2 2 to 4
Heavy up to 40 2 to 5 5 to 7
Cloudburst greater than 100
> 3 > 6
7 Test equipment and procedure
This clause describes the artificial rainfall types for the measurements and generation systems for artificial
raindrops.
7.1 Rainfall type
7.1.1 Standard type
The standard rainfall type used for comparison between products shall be the heavy type; it should be noted
that the corresponding rainfall rate might be too high when applied to a real case with lighter rain. The
characteristic parameters of the artificial raindrops for this type of rainfall shall be chosen in accordance with
Table 2, line 2. These values are based on Table 1 and upper limits have been chosen since larger drops
produce most of the noise generated.
7.1.2 Other types
Other types of rainfall are permitted as long as their characteristics are indicated; however, if a rainfall rate
lower than the heavy rain is needed, then the intense type described in Table 2, line 1 is recommended.
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ISO 140-18:2006(E)
Table 2 — Characteristic parameters for artificial raindrops generation
Rainfall rate Volume median drop diameter Fall velocity
Rainfall type
mm/h mm m/s
Intense 15 2,0 4,0
Heavy 40 5,0 7,0
Tolerances on the three characteristic parameters for artificial raindrops generation given in Table 2 are as
follows:
a) the rainfall rate shall be within ±2 mm/h of the rainfall rate given in Table 2;
b) 50 % of the drops should be within ±0,5 mm of the volume median drop diameter given in Table 2;
c) 50 % of the drops should be within ±1 m/s of the fall velocity given in Table 2.
7.2 Generation of artificial raindrops
7.2.1 General
The artificial raindrop generation system, when connected to a water supply, is capable of generating water
drops of uniform diameter in a full water spray pattern. The water supply to generate artificial raindrops may
be either a closed loop type or a continuous type that enables continuous generation of constant diameter
water drops over a long period of time.
After impact
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 140-18
Première édition
2006-11-15
Acoustique — Mesurage de l'isolation
acoustique des immeubles et des
éléments de construction —
Partie 18:
Mesurage en laboratoire du bruit produit
par la pluie sur les éléments de
construction
Acoustics — Measurement of sound insulation in buildings and of
building elements —
Part 18: Laboratory measurement of sound generated by rainfall on
building elements
Numéro de référence
ISO 140-18:2006(F)
©
ISO 2006
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ISO 140-18:2006(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2006 – Tous droits réservés
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ISO 140-18:2006(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . vi
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 2
4 Appareillage . 3
5 Dispositifs d'essai. 3
6 Classification des types de pluie . 4
7 Appareillage et mode opératoire d'essai. 4
8 Expression des résultats . 10
9 Incertitude de mesure. 10
10 Rapport d'essai . 11
Annexe A (informative) Exemple de réservoir à embase perforée. 13
Annexe B (informative) Éprouvettes de référence. 16
Bibliographie . 18
© ISO 2006 – Tous droits réservés iii
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ISO 140-18:2006(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 140-18 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 43, Acoustique, sous-comité SC 2, Acoustique
des bâtiments.
L'ISO 140 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Acoustique — Mesurage de
l'isolation acoustique des immeubles et des éléments de construction:
— Partie 1: Spécifications relatives aux laboratoires sans transmissions latérales
— Partie 2: Détermination, vérification et application des données de fidélité
— Partie 3: Mesurage en laboratoire de l'affaiblissement des bruits aériens par les éléments de construction
— Partie 4: Mesurage in situ de l'isolement aux bruits aériens entre les pièces
— Partie 5: Mesurages in situ de la transmission des bruits aériens par les éléments de façade et les
façades
— Partie 6: Mesurage en laboratoire de la transmission des bruits de choc par les planchers
— Partie 7: Mesurage in situ de la transmission des bruits de choc par les planchers
— Partie 8: Mesurages en laboratoire de la réduction de la transmission du bruit de choc par les
revêtements de sol sur un plancher lourd normalisé
— Partie 9: Mesurage en laboratoire de l'isolation au bruit aérien de pièce à pièce par un plafond suspendu
surmonté d'un vide d'air
— Partie 10: Mesurage en laboratoire de l'isolation au bruit aérien de petits éléments de construction
— Partie 11: Mesurage en laboratoire de la réduction de la transmission des bruits de choc par les
revêtements de sol sur les planchers de référence légers
— Partie 13: Lignes directrices [Rapport technique]
iv © ISO 2006 – Tous droits réservés
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ISO 140-18:2006(F)
— Partie 14: Lignes directrices pour des situations particulières in situ
— Partie 16: Mesurage en laboratoire de l'amélioration de l'indice de réduction acoustique par un
revêtement complémentaire
— Partie 18: Mesurage en laboratoire du bruit produit par la pluie sur les éléments de construction
© ISO 2006 – Tous droits réservés v
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ISO 140-18:2006(F)
Introduction
La présente partie de l'ISO 140 spécifie une méthode de mesurage en laboratoire du bruit produit par la pluie
sur les éléments de construction, en utilisant une pluie artificielle produite par un réservoir d'eau.
Pour ce type de mesurage, il convient idéalement d'exposer l'éprouvette à la pluie réelle. Cependant, cette
dernière n'est ni constante, ni continue dans la durée. Par ailleurs, le diamètre des gouttes de pluie peut varier
en raison de plusieurs facteurs dont le lieu géographique qui entraîne une variabilité des valeurs mesurées. Il
est toutefois possible d'utiliser une pluie réelle comme moyen de validation des résultats mesurés, obtenus
avec une pluie artificielle, en construisant une salle d'essais sur un emplacement dégagé. Il est important,
pour ce type de recherche, que le capteur de pluie ou le pluviomètre soit capable de mesurer des taux de
précipitation constants sur de courts intervalles de temps. En l'absence d'informations concernant la
dimension des gouttes d'eau, il est possible d'étudier la répétabilité et les fluctuations des niveaux
acoustiques mesurés avec la pluie réelle en effectuant des mesurages séparés par un intervalle minimal
de 24 h.
Il existe des systèmes de production de pluie artificielle autres que le réservoir d'eau utilisé dans la présente
norme, tels que des buses de pulvérisation hydrauliques; toutefois, jusqu'à présent, les buses correspondant
aux spécifications données dans la présente partie de l'ISO 140 ne sont pas disponibles dans le commerce:
leur débit est alors trop élevé lorsque le diamètre des gouttes est correct ou ledit diamètre est trop petit
lorsque le débit est correct. De ce fait, la présente partie de l'ISO 140 propose uniquement la solution du
réservoir d'eau.
L'excitation mécanique à sec de l'éprouvette constitue une variante à la méthode utilisant une pluie réelle ou
artificielle. Les chercheurs ont utilisé différentes méthodes telles que l'excitation générée par un marteau
d'impédance et autres simulateurs de choc mécaniques destinés à simuler le bruit de la pluie réelle. Ces
méthodes présentent invariablement le même inconvénient, à savoir que la source de bruit ne produit ni des
niveaux acoustiques, ni des spectres acoustiques semblables aux valeurs correspondantes générées par la
pluie réelle sur différents types d'éprouvettes. La présente partie de l'ISO 140 encourage la réalisation
d'autres travaux de recherche visant à développer des méthodes mécaniques d'excitation générant des
niveaux acoustiques et des spectres semblables à ceux de la pluie réelle.
vi © ISO 2006 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 140-18:2006(F)
Acoustique — Mesurage de l'isolation acoustique des
immeubles et des éléments de construction —
Partie 18:
Mesurage en laboratoire du bruit produit par la pluie sur les
éléments de construction
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 140 spécifie une méthode de mesurage en laboratoire de l'isolement acoustique
aux bruits de choc des toits, toitures/plafonds et fenêtres de toit soumis à une excitation par une pluie
artificielle. Les résultats obtenus peuvent servir à évaluer le bruit produit par la pluie sur un élément de
construction donné dans la salle ou l'espace inférieur. Ils peuvent également être utilisés pour comparer les
performances d'isolement acoustique à la pluie des éléments de construction et pour concevoir des éléments
de construction dont les propriétés d'isolement acoustique à la pluie sont appropriées.
La présente partie de l'ISO 140 est basée sur les mesurages effectués avec une pluie artificielle dans des
conditions maîtrisées, en utilisant un réservoir d'eau monté sur un local d'essai sans transmissions latérales.
Bien que les mesurages effectués avec la pluie réelle constituent un moyen utile utilisé à des fins de
validation, ils ne sont pas inclus dans la présente partie de l'ISO 140 en raison de la nature variable,
imprévisible et intermittente de la pluie réelle. Les autres méthodes de simulation mécaniques étudiées par
les chercheurs ne sont actuellement pas suffisamment développées pour simuler de manière adéquate la
pluie réelle, à la fois en termes de niveaux acoustiques et de spectres générés.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 140-1:1997, Acoustique — Mesurage de l'isolement acoustique des immeubles et des éléments de
construction — Partie 1: Spécifications relatives aux laboratoires sans transmissions latérales
ISO 140-3, Acoustique — Mesurage de l'isolement acoustique des immeubles et des éléments de
construction — Partie 3: Mesurage en laboratoire de l'affaiblissement des bruits aériens par les éléments de
construction
ISO 3382-2, Acoustique — Mesurage des paramètres acoustiques des salles — Partie 2: Durée de
réverbération des salles ordinaires
ISO 10848-1:2006, Acoustique — Mesurage en laboratoire des transmissions latérales du bruit aérien et des
bruits de choc entre pièces adjacentes — Partie 1: Document cadre
ISO 15186-1:2000, Acoustique — Mesurage par intensité de l'isolement acoustique des immeubles et des
éléments de construction — Partie 1: Mesurages en laboratoire
CEI 60721-2-2, Classification des conditions d'environnement — Partie 2: Conditions d'environnement
présentes dans la nature — Précipitations et vent
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CEI 60942:2003, Électroacoustique — Calibreurs acoustiques
CEI 61260, Électroacoustique — Filtres de bande d'octave et de bande d'une fraction d'octave
CEI 61672-1:2002, Électroacoustique — Sonomètres — Partie 1: Spécifications
CEI 61672-2:2003, Électroacoustique — Sonomètres — Partie 2: Essais d'évaluation d'un modèle
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
niveau moyen de pression acoustique dans une salle
L
dix fois le logarithme décimal du rapport de la moyenne spatio-temporelle des carrés des pressions
acoustiques au carré de la pression acoustique de référence, la moyenne spatiale étant prise pour toute
l'étendue de la salle, à l'exception des zones où le rayonnement direct de la source sonore ou le champ
proche des limites (murs, etc.) exerce une influence notable
NOTE 1 Le niveau de pression acoustique est donné en décibels (dB).
NOTE 2 Lorsqu'on utilise un microphone en déplacement continu, L est déterminé par l'équation suivante:
T
m
1
2
pt() dt
∫
T
m
0
L = 10 lg dB (1)
2
p
0
où
p(t) est la pression acoustique, en pascals;
p est la pression acoustique de référence, égale à 20 µPa;
0
T est le temps d'intégration, en secondes.
m
NOTE 3 Si les positions de microphone sont fixes, L est déterminé par l'équation suivante:
22 2
pp++ .+p
12 n
L = 10lg dB (2)
2
np
0
où p , p , …, p sont les pressions acoustiques efficaces relevées en n différentes positions dans la salle. Dans la pratique,
1 2 n
ce sont généralement les niveaux de pression acoustique L qui sont mesurés. Dans ce cas, L est déterminé par l'équation
i
suivante:
n
1
L /10
i
L = 10 lg 10 dB (3)
∑
n
i =1
où L sont les niveaux de pression acoustique, L à L , en n positions différentes dans la salle.
i 1 n
3.2
niveau d'intensité acoustique
niveau de puissance acoustique par unité de surface rayonné par l'éprouvette dans la salle d'essais référencé
−12 2
à une valeur 1 × 10 W/m
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NOTE Le niveau d'intensité acoustique est exprimé en décibels (dB).
3.3
taux de précipitation
hauteur d'eau créée par une pluie répartie sur une surface horizontale dans un intervalle de 1 h
NOTE Le taux de précipitation est exprimé en millimètres par heure (mm/h).
3.4
diamètre volumétrique moyen des gouttes
valeur pour laquelle 50 % du volume total d'eau pulvérisé sont constitués de gouttes dont le diamètre est
supérieur à la valeur moyenne et 50 % ont un diamètre inférieur
NOTE Le diamètre volumétrique moyen des gouttes est exprimé en millimètres.
4 Appareillage
L'exactitude de l'appareillage utilisé pour le mesurage du niveau acoustique doit satisfaire aux exigences de la
classe de précision 0 ou 1 spécifiée dans la CEI 61672-1:2002 et dans la CEI 61672-2:2003. Le système de
mesure acoustique complet, y compris le microphone, doit être réglé avant chaque mesurage à l'aide d'un
calibreur acoustique satisfaisant aux exigences de la classe de précision 1 spécifiée dans la CEI 60942:2003.
Les filtres de bande de tiers d'octave doivent satisfaire aux exigences spécifiées dans la CEI 61260.
L'appareillage de mesure de la durée de réverbération doit satisfaire aux exigences spécifiées dans
l'ISO 3382-2.
5 Dispositifs d'essai
5.1 Salle d'essais
Ces mesurages doivent être réalisés dans une salle d'essais dépourvue de toiture permanente ou comportant
une ouverture dans la toiture destinée à l'installation des éprouvettes; toutefois, si la méthode de mesurage
de l'intensité est employée, l'espace de réception doit alors satisfaire aux exigences de 7.4.
Les exigences relatives à la salle d'essais sont basées sur l'ISO 140-1. La salle d'essais doit avoir un volume
3
d'au moins 50 m . Les rapports des dimensions de la salle doivent être choisis de sorte que les fréquences
propres situées dans les bandes de basses fréquences soient espacées aussi uniformément que possible. Il
convient, si nécessaire, d'installer les éléments diffusants dans la salle d'essais afin d'obtenir un champ diffus.
L'isolation aux bruits aériens des murs, de la (des) porte(s) et du plancher de la salle d'essais doit être
suffisamment importante de sorte que le champ acoustique mesuré dans la salle d'essais soit uniquement
celui qui est généré par l'excitation au choc de l'éprouvette et rayonné par cette dernière.
Le niveau du bruit de fond dans la salle d'essais doit être suffisamment bas pour permettre un mesurage du
bruit produit par l'excitation de l'éprouvette au moyen de la pluie artificielle. La correction associée au bruit de
fond est traitée en 7.3.2.
Il convient que la durée de réverbération dans la salle d'essais ne soit pas excessivement longue. Il est
recommandé que cette dernière ne soit pas supérieure à 2 s aux basses fréquences. Si la durée de
réverbération dans la salle d'essais est trop longue, suivre le mode opératoire décrit dans l'ISO 140-1.
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5.2 Éprouvette
5.2.1 Éprouvette normalisée et configuration d'essai
2 2
La dimension de l'ouverture doit être comprise entre 10 m et 20 m , la longueur du plus petit côté étant au
moins égale à 2,3 m. L'étanchéité entre éprouvette et salle d'essais doit être parfaite afin de prévenir toute
fuite acoustique. L'étanchéité des joints de l'éprouvette, lorsqu'ils existent, doit être similaire, dans toute la
mesure du possible, à la construction réelle.
Les dimensions préférentielles des fenêtres de toit sont 1 500 mm × 1 250 mm avec des écarts limites
de ± 50 mm. Les fenêtres de toit doivent être installées avec une parfaite étanchéité en périphérie dans une
dalle support dont l'isolation aux bruits aériens est suffisamment importante, de sorte que le champ
acoustique mesuré dans la salle d'essais soit uniquement celui qui est généré par l'excitation au choc de
l'éprouvette et rayonné par cette dernière.
La pente minimale de l'éprouvette est de 5° pour les toitures et de 30° pour les fenêtres de toit. La pente la
plus basse permettant l'écoulement de l'eau doit être utilisée. Il convient de limiter dans toute la mesure du
possible les niches non représentatives pour les éprouvettes de petite dimension telles que les fenêtres de toit,
par exemple en installant l'éprouvette dans l'ouverture d'essai d'une dalle dont la pente est identique à celle
de l'éprouvette.
La position d'une ouverture d'essai de petite dimension dans la dalle support doit satisfaire les mêmes
spécifications que celles applicables à une ouverture de fenêtre dans une paroi d'essai conformément à
l'ISO 140-3.
5.2.2 Autres configurations
2
L'utilisation d'éprouvettes dont la surface est inférieure à 1 m n'est pas recommandée. La pente de
l'éprouvette peut être la pente réelle utilisée pour des situations/systèmes spécifiques, si elle est connue.
6 Classification des types de pluie
La pluie réelle peut être classée en termes de taux de précipitation, de diamètres de gouttes et de vitesses de
chute types conformément à la CEI 60721-2-2. Ces valeurs sont données dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Classification des types de précipitation selon la CEI 60721-2-2
Type de précipitation Taux de précipitation Diamètre de goutte type Vitesse de chute
mm/h mm m/s
Moyenne jusqu'à 4 0,5 à 1 1 à 2
Intense jusqu'à 15 1 à 2 2 à 4
Forte jusqu'à 40 2 à 5 5 à 7
Averse torrentielle supérieur à 100 > 3 > 6
7 Appareillage et mode opératoire d'essai
Le présent article décrit les types de précipitation artificielle utilisés pour les mesurages et les systèmes de
production de pluie artificielle.
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7.1 Type de précipitation
7.1.1 Type normalisé
Le type de précipitation normalisé utilisé à des fins de comparaison entre des produits doit être le type de
forte précipitation; il convient de noter que le taux de précipitation correspondant pourrait être trop élevé
lorsqu'il est appliqué à un cas réel avec une pluie plus fine. Les paramètres caractéristiques des gouttes de
pluie artificielle pour ce type de précipitation doivent être choisis conformément au Tableau 2, ligne 2. Ces
valeurs sont basées sur le Tableau 1 et les limites supérieures ont été choisies dans la mesure où des
gouttes plus grosses produisent la plus grande partie du bruit généré.
7.1.2 Autres types
D'autres types de précipitation sont admis tant que leurs caractéristiques sont indiquées; toutefois, si un taux
de précipitation inférieur à celui d'une forte pluie se révèle nécessaire, le type de précipitation intense décrit
dans le Tableau 2, ligne 1, est alors recommandé.
Tableau 2 — Paramètres caractéristiques pour la production de pluie artificielle
Type de Taux de précipitation Diamètre volumétrique moyen Vitesse de chute
précipitation des gouttes
mm/h mm m/s
Intense 15 2,0 4,0
Forte 40 5,0 7,0
Les tolérances applicables aux trois paramètres caractéristiques de la production de pluie artificielle donnés
dans le Tableau 2 sont les suivantes:
a) le taux de précipitation doit être à ± 2 mm/h du taux de précipitation donné dans le Tableau 2;
b) il convient que 50 % des gouttes soient à ± 0,5 mm du diamètre volumétrique moyen des gouttes donné
dans le Tableau 2;
c) il convient que 50 % des gouttes soient à ± 1 m/s de la vitesse de chute donnée dans le Tableau 2.
7.2 Production de la pluie artificielle
7.2.1 Généralités
Le système de production de pluie artificielle, lorsqu'il est relié à une source d'alimentation en eau, est
capable de produire des gouttes de pluie de diamètre uniforme dans tout le volume d'eau pulvérisé. La source
d'alimentation en eau destinée à produire la pluie artificielle peut être soit de type à circuit fermé, soit de type
continu qui permet une production continue de gouttes d'eau de diamètre constant sur une longue durée.
Après impact sur l'éprouvette, l'eau doit être évacuée de manière à supprimer toute production de bruit
parasite. La pompe d'alimentation en eau doit être située soit à une distance suffisante de la salle d'essais ou
installée dans une enceinte acoustique de sorte que sa contribution au bruit de fond n'entraîne pas l'invalidité
des mesurages du bruit de pluie. Une position unique du système de production de pluie artificielle est
suffisante pour les éprouvettes de petite dimension telles que les fenêtres de toit. Trois positions du système
2
de production de pluie artificielle doivent être choisies pour les éprouvettes de plus grande dimension (10 m
2
à 20 m , voir 5.2.1). Il convient que la surface d'impact de la pluie artificielle sur l'éprouvette soit sensiblement
excentrée afin d'éviter toute symétrie. Pour les éprouvettes non uniformes de plus petite dimension
(dimension proche de 1,25 m × 1,5 m, voir 5.2.1), l'ensemble de la surface doit être excité.
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7.2.2 Système de production de pluie artificielle
Il s'agit d'un réservoir à embase perforée capable de produire des gouttes d'eau conformément aux
spécifications données dans le Tableau 2, dans tout le volume d'eau pulvérisé. Il convient que les perforations
2
sur l'embase du réservoir soient réparties sur une surface minimale de 1,6 m , couvrant ainsi entièrement les
éprouvettes de petite dimension dans la configuration normalisée avec une pente de 30°; une répartition
aléatoire est préférable à une répartition uniforme (voir la Figure A.1).
La pression d'alimentation en eau et le nombre de perforations doivent être choisis de sorte que la hauteur
d'eau dans le réservoir soit constante et permette au réservoir perforé de produire le taux de précipitation
donné dans le Tableau 2. Les caractéristiques des perforations (diamètre) sur l'embase du réservoir doivent
être choisies de sorte que les gouttes d'eau aient le diamètre volumétrique moyen donné dans le Tableau 2.
La hauteur de chute des gouttes doit être telle que les vitesses de chute mesurées ou calculées de manière
théorique, et basées sur les dimensions des perforations, la pression hydrostatique et la hauteur de chute,
soient celles données dans le Tableau 2. Se reporter à la Figure A.2 pour la détermination de la hauteur de
chute pour les surfaces inclinées. Les spécifications, dimensions et autres paramètres des réservoirs à
embase perforée qui satisfont aux exigences susmentionnées sont donnés dans l'Annexe A, accompagnés
d'un croquis illustrant un dispositif d'essai type (voir la Figure A.2).
7.2.3 Étalonnage du système de production des gouttes de pluie
Le système de production de pluie artificielle doit être étalonné.
Si un système à réservoir d'eau est utilisé et respecte par conséquent les caractéristiques géométriques
données dans l'Annexe A, seul le taux de précipitation doit être vérifié en récupérant l'eau sur une surface
donnée pendant une période mesurée avec précision; le mesurage du taux de précipitation est une méthode
simple et rapide de vérification régulière du système de production de pluie artificielle.
Si un autre système est choisi afin de produire d'autres types de précipitation, les caractéristiques du type de
précipitation, c'est-à-dire la dimension des gouttes, la vitesse de chute et le taux de précipitation, doivent être
indiquées par le fabricant; si ces caractéristiques ne sont pas disponibles, il convient de les mesurer. Ici
encore, le mesurage du taux de précipitation est une méthode simple et rapide de vérification régulière du
système de production de pluie artificielle.
NOTE Il existe plusieurs méthodes non intrusives de mesure de la dimension et de la vitesse des gouttes, telles que
par exemple, les analyseurs d'image comprenant une source lumineuse (généralement une lumière stroboscopique), une
caméra vidéo et un ordinateur, ou les analyseurs de particules Doppler de phase comprenant un émetteur, un récepteur,
une unité de traitement de signaux et un ordinateur.
7.3 Détermination du niveau d'intensité acoustique (méthode indirecte)
7.3.1 Mesurages du niveau de pression acoustique
Avant de commencer les mesurages du niveau de pression acoustique, un taux de précipitation artificielle
constant doit être maintenu au-dessus de l'éprouvette pendant au moins 5 min.
Tout en maintenant le taux de précipitation artificielle constant, les niveaux de pression acoustique dans la
salle d'essais doivent être moyennés en utilisant un microphone sur bras tournant ou à partir de positions de
microphone fixes. La moyenne des niveaux de pression acoustique en différentes positions doit être calculée
sur une base énergétique.
Les distances de séparation suivantes sont des valeurs minimales qui doivent être dépassées chaque fois
que possible:
⎯ 0,7 m entre les positions de microphone;
⎯ 0,7 m entre une position quelconque de microphone et les limites de la salle ou les diffuseurs;
⎯ 1,0 m entre tout microphone et l'éprouvette.
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ISO 140-18:2006(F)
Lorsqu'on utilise des microphones fixes, cinq positions de microphone au minimum doivent être utilisées dans
la salle d'essais; ces dernières doivent être réparties dans l'espace maximal admissible et espacées de
manière uniforme dans la salle d'essais. Pour chaque position individuelle de microphone, la durée du
moyennage doit être d'au moins 6 s pour chaque bande de fréquences dont les fréquences centrales sont
inférieures à 400 Hz. Pour les bandes dont les fréquences centrales sont plus élevées, il est possible de
diminuer cette durée qui ne doit néanmoins pas être inférieure à 4 s.
La gamme de fréquences considérée est celle spécifiée dans l'ISO 140-3, correspondant aux tiers d'oct
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.