SIST ISO 9613-1:1998
(Main)Acoustics -- Attenuation of sound during propagation outdoors -- Part 1: Calculation of the absorption of sound by the atmosphere
Acoustics -- Attenuation of sound during propagation outdoors -- Part 1: Calculation of the absorption of sound by the atmosphere
Specifies an analytical method of calculating the attenuation of sound as a result of atmospheric absorption for a variety of meteorological conditions. For pure-tone sounds, attenuation due to atmospheric absorption is specified in terms of an attenuation coefficient as a function of the frequency of the sound (50 Hz to 10 kHz), the temperature (- 20 °C to + 50 °C), the relative humidity (10 % to 100 %) and pressure (101,325 kPa) of the air. Formulae are also given for wider ranges (e.g. ultrasonic frequencies, lower pressure) and for other than pure tones.
Acoustique -- Atténuation du son lors de sa propagation à l'air libre -- Partie 1: Calcul de l'absorption atmosphérique
Akustika - Slabljenje zvoka pri širjenju na prostem - 1. del - Metoda za računanje slabljenja zvoka zaradi atmosferske absorpcije
General Information
Standards Content (Sample)
SLOVENSKI STANDARD
01-avgust-1998
$NXVWLND6ODEOMHQMH]YRNDSULãLUMHQMXQDSURVWHPGHO0HWRGD]DUDþXQDQMH
VODEOMHQMD]YRND]DUDGLDWPRVIHUVNHDEVRUSFLMH
Acoustics -- Attenuation of sound during propagation outdoors -- Part 1: Calculation of
the absorption of sound by the atmosphere
Acoustique -- Atténuation du son lors de sa propagation à l'air libre -- Partie 1: Calcul de
l'absorption atmosphérique
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 9613-1:1993
ICS:
17.140.01 $NXVWLþQDPHUMHQMDLQ Acoustic measurements and
EODåHQMHKUXSDQDVSORãQR noise abatement in general
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
INTERNATIONAL
ISO
STANDARD
First edition
1993-06-01
Acoustics - Attenuation of Sound during
propagation outdoors -
Part 1:
Calculation of the absorption of Sound by the
atmosphere
Acoustique - A ttenua tion du son lors de sa propagation Z!I I’air libre -
Partie 1: Calcul de I’absorption atmospherique
Reference number
ISO 9613-1 :1993(E)
ISO 9613=1:1993(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. Esch 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 patt in the work. ISO
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
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.
International Standard ISO 9613-1 was prepared by Technical Committee
lSO/TC 43, Acoustics, Sub-Committee SC 1, Noise.
ISO 9613 consists of the following Parts, under the general title
- Attenuation of Sound during propagation outdoors:
Acoustics
- Part 1: Calculation of the absorption of Sound by the atmosphere
- Part 2: A general method of calculation
Annexes A, B, C, D, E and F of this patt of ISO 9613 are for information
only.
0 ISO 1993
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or
by any means, electronie or mechanical, including photocopying and microfilm, without per-
mission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CH-l 211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
ISO 9613=1:1993(E]
Introduction
The aim of this International Standard is to specify methods of calculating
the attenuation of Sound propagating outdoors in Order to predict the level
of environmental noise at distant locations from various Sound sources.
This page intentionally left blank
~~
INTERNATIONAL STANDARD
ISO 9613=1:1993(E)
Acoustics - Attenuation of Sound during propagation
outdoors -
Part 1:
Calculation of the absorption of Sound by the atmosphere
band with no significant discrete-frequency com-
1 Scope
ponents or it may be a combination of wideband and
discrete frequency Sounds.
This part of ISO 9613 applies to an atmosphere with
This part of ISO 9613 specifies an analytical method
uniform meteorological conditions. lt may also be
of calculating the attenuation of Sound as a result of
used to determine adjustments to be applied to
atmospheric absorption for a variety of meteorological
measured Sound pressure levels to account for dif-
conditions when the Sound from any Source propa-
ferences between atmospheric absorption losses un-
gates through the atmosphere outdoors.
der different meteorological conditions. Extension of
the method to inhomogeneous atmospheres is con-
For pure-tone Sounds, attenuation due to atmospheric
sidered in annex C, in particular to meteorological
absorption is specified in terms of an attenuation co-
conditions that vary with height above the ground.
efficient as a function of four variables: the frequency
of the Sound, and the temperature, humidity and
This part of ISO 9613 accounts for the principal ab-
pressure of the air. Computed attenuation coefficients
sorption mechanisms present in an atmosphere de-
are provided in tabular form for ranges of the variables
void of significant fog or atmospheric pollutants. The
commonly encountered in the prediction of outdoor
calculation of Sound attenuation by mechanisms other
Sound propagation:
than atmospheric absorption, such as refraction or
ground reflection, is described in ISO 9613-2.
- frequency from 50 Hz to 10 kHz,
- temperature from - 20 “C to + 50 “C,
- relative humidity from 10 % to 100 %, and 2 Normative references
- pressure of 101,325 kPa (one atmosphere).
The following Standards contain provisions which,
through reference in this text, constitute provisions
Formulae are also provided for wider ranges suitable
of this part of ISO 9613. At the time of publication, the
for particular uses, for example, at ultrasonic fre-
editions indicated were valid. All Standards are subject
quencies for acoustical scale modelling, and at lower to revision, and Parties to agreements based on this
pressures for propagation from high altitudes to the part of ISO 9613 are encouraged to investigate the
ground. possibility of applying the most recent editions of the
Standards indicated below. Members of IEC and ISO
maintain registers of currently valid International
For wideband Sounds analysed by fractional-octave
band filters (e.g. one-third-octave band filters), a Standards.
method is specified for calculating the attenuation due
to atmospheric absorption from that specified for ISO 2533: 1975, Standard Atmosphere.
pure-tone Sounds at the midband frequencies. An al-
ternative spectrum-integration method is described in ISO 266: 1975, Acoustics - Preferred frequencies for
annex D. The spectrum of the Sound may be wide- measurements.
ISO 9613=1:1993(E)
I EC 225: 1966, Octave, half-octave and third-octave
4.2 Atmospheric pressure and temperature
band filters intended for the analysis of Sounds and
vibra tions.
For the purposes of this patt of ISO 9613, the refer-
ence ambient atmospheric pressure, pr, is that of the
International Standard Atmosphere at mean sea level,
3 Symbols namely 101,325 kPa. The reference air temperature,
To, is 293,15 K (20 “C), i.e. the temperature at which
frequency of the Sound, in hertz the most reliable data supporting this part of ISO 9613
f
were obtained.
midband frequency, in hertz
f m
h molar concentration of water vapour, as a per-
5 Attenuation coefficients due to
centage
atmospheric absorption for pure-tone
reference ambient atmospheric pressure, in
Sounds
Pr
kilopascals
5.1 Basic expression for attenuation
initial Sound pressure amplitude, in Pascals
Pi
Sound pressure amplitude, in Pascals As a pure-tone Sound propagates through the atmos-
Pt
phere over a distance S, the Sound pressure amplitude
reference Sound pressure amplitude (20 PPa)
pt decreases exponentially as a result of the atmos-
Po
pheric absorption effects covered by this part of
ambient atmospheric pressure, in kilopascals
Pa
ISO 9613 from its initial value pi, in accordance with
the decay formula for plane Sound waves in free
distance, in metres, through which the Sound
s
space
propagates
. . .
pt=pi exp(-0,115 ICCS)
(1)
T ambient atmospheric temperature, in kelvins
NOTE 2 The term exp( - 0,115 1 CLS) represents the base
reference air temperature, in kelvins
TO
e of Naperian logarithms raised to the exponent indicated
by the argument in parentheses and the constant
a pure-tone Sound attenuation coefficient, in deci-
0,115 1 = l/[lO lg(e2)].
bels per metre, for atmospheric absorption
NOTE 1 For convenience, in this part of ISO 9613,
5.2 Attenuation of Sound pressure levels
the shortened term “attenuation coefficient”’ will be
used for CY in place of the full description.
The attenuation due to atmospheric absorption SL#),
in decibels, in the Sound pressure level of a pure tone
attenuation due to atmospheric absorption, in
=t
with frequency f, from the initial level at s = 0 to the
decibels
level at distance S, is given by
. . .
sr;(f) = 10 lg(p’/p;) dB = cxs
4 Reference atmospheric conditions
6 Calculation procedure for pure-tone
4.1 Composition
attenuation coeff icients
Atmospheric absorption is sensitive to the compo-
sition of the air, particularly to the widely varying
6.1 Variables
concentration of water vapour. For clean, dry air at sea
level, the Standard molar concentrations, or fractional
The acoustic and atmospheric variables, i.e. frequency
volumes of the three principal, normally fixed, con-
of the Sound, ambient atmospheric temperature,
stituents of nitrogen, Oxygen and carbon dioxide are:
molar concentration of water vapour and ambient at-
0,780 84; 0,209 476; and 0,000 314, respectively
mospheric pressure, are listed in clause 3, together
(taken from ISO 2533). For dry air, other minor trace
with their Symbols and units.
constituents, which have no significant influence on
NOTES
atmospheric absorption, make up the remaining frac-
tion of 0,009 37. For atmospheric absorption calcu-
3 For a specific Sample of moist air, the molar concen-
lations, the Standard molar concentrations of the three
tration of water vapour is the ratio (expressed as a per-
principal constituents of dry air may be assumed to
centage) of the number of kilomoles (i.e. the number of
hold for altitudes up to at least 50 km above mean sea
kilogram molecular weights) of water vapour to the sum of
Pevel. However, the molar concentration of water va-
the number of kilomoles of dry air and water vapour. By
pour, which has a major influence on atmospheric
Avogadro’s law, the molar concentration of water vapour is
absorption, varies widely near the ground and by over also the ratio of the partial pressure of water vapour to the
two orders of magnitude from sea level to 10 km. atmospheric pressure.
ISO 9613=1:1993(E)
4 Molar concentrations of water vapour range from about
6.3 Computation of the attenuation
02 % to 2 % for commonly encountered meteorological
coeff icient
conditions at altitudes near mean sea level, but decrease to
well below 0,Ol % at altitudes above 10 km.
Equations (3) to (5) are all that is needed to calculate
the pure-tone attenuation coefficient for atmospheric
absorption for selected values of the variables. Al-
though air temperature and air pressure data may not
be supplied in the units of measure given in
clause 3, conversion factors are readily available to
6.2 Formulae
convert the given unit to kelvins or kilopascals re-
spectively. Humidity data, on the other hand, are
As described in annex A, the attenuation due to at- rarely supplied in terms of molar concentration of
mospheric absorption is a function of two relaxation water vapour. Annex B provides information on con-
version of humidity data that are supplied in terms of
frequencies, fio and fr,,,, the Oxygen and nitrogen re-
relative humidity, dewpoint and other measures, to
laxation frequencies, respectively. Values of fio and
corresponding values of molar concentration.
rN, in hertz, shall be calculated from
f
The means by which a real inhomogeneous atmos-
pa . . .
f (3)
ro = Pr
phere may be approximated by the uniform atmos-
phere assumed in the formulae of 6.2 are discussed
In annex C.
and
X
6.4 Tabular values of the attenuation
coeff icient
x ( 9 + 280h exp {-4,170[($J"3-1]})
For selected values of T, h and f at a pressure of one
Standard atmosphere (101,325 kPa), table 1 lists
. . . pure-tone attenuation coefficients for atmospheric
(4
absorption calculated by use of equations (3) to (5),
The attenuation coefficient a, in decibels per metre
but using the unit “decibels per kilometre” for con-
for atmospheric absorption shall be calculated from
venience in applications to Sound propagation out-
doors over path lengths of the Order of a few
kilometres. Tabular values are presented in scientific
r,.,, x 10-ll(+)&~]+
notation to preserve accuracy at low frequencies. Us-
ers of table 1 should not interpolate between the en-
tries, or extrapolate beyond the table range, but
should use equations (3) to (5) to calculate the specific
pure-tone attenuation coefficients for desired con-
ditions.
NOTES
X { 0,01275[exp( T2yg,’ )]
5 For convenience, the frequencies shown in table 1 are
the preferred frequencies for one-third-octave band filters
(see ISO 266 and IEC 225). However, the attenuation coef-
ficients in table 1 were calculated for the exact midband
-3 352,0
frequencies fm, in hertz, using the general expression ac-
+0,106 8
T
cording to the base IO System
fm = (1 000) (1 03b’10)k . . .
(6)
. . . where 1 000 Hz is the exact reference frequency and b is
(5)
a rational fraction that serves as the bandwidth designator
for any fractional-octave band filter (e.g. with b = 1/3 for
Values forf,, and&, are taken from equations (3) and
one-third-octave band filters, and so on for other band-
.
(4)
widths). For table 1, index k is an integer from - 13 to + 10,
corresponding to preferred frequencies from 50 Hz to
In equations (3) to (5), pr = 101,325 kPa and
10 kHz. For exact ultrasonic frequencies at one-third-
T, = 293,15 K.
octave-band intervals from 10 kHz to 1 MHz, equation (6)
may be used with k ranging from + 10 to + 30.
Equations (3) to (5) combine, in a condensed form
suitable for computations, formulae giving contri-
6 Relative humidities given as column headings in table 1
butions from the individual physical mechanisms de-
are with respect to Saturation over a surface of liquid water
scribed in annex A. at all temperatures; see annex B. The saturated vapour
ISO 9613=1:1993(E)
pressure was calculated from the formulae used to gener-
atmospheric
...
INTERNATIONAL
ISO
STANDARD
First edition
1993-06-01
Acoustics - Attenuation of Sound during
propagation outdoors -
Part 1:
Calculation of the absorption of Sound by the
atmosphere
Acoustique - A ttenua tion du son lors de sa propagation Z!I I’air libre -
Partie 1: Calcul de I’absorption atmospherique
Reference number
ISO 9613-1 :1993(E)
ISO 9613=1:1993(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. Esch 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 patt in the work. ISO
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
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.
International Standard ISO 9613-1 was prepared by Technical Committee
lSO/TC 43, Acoustics, Sub-Committee SC 1, Noise.
ISO 9613 consists of the following Parts, under the general title
- Attenuation of Sound during propagation outdoors:
Acoustics
- Part 1: Calculation of the absorption of Sound by the atmosphere
- Part 2: A general method of calculation
Annexes A, B, C, D, E and F of this patt of ISO 9613 are for information
only.
0 ISO 1993
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or
by any means, electronie or mechanical, including photocopying and microfilm, without per-
mission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CH-l 211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
ISO 9613=1:1993(E]
Introduction
The aim of this International Standard is to specify methods of calculating
the attenuation of Sound propagating outdoors in Order to predict the level
of environmental noise at distant locations from various Sound sources.
This page intentionally left blank
~~
INTERNATIONAL STANDARD
ISO 9613=1:1993(E)
Acoustics - Attenuation of Sound during propagation
outdoors -
Part 1:
Calculation of the absorption of Sound by the atmosphere
band with no significant discrete-frequency com-
1 Scope
ponents or it may be a combination of wideband and
discrete frequency Sounds.
This part of ISO 9613 applies to an atmosphere with
This part of ISO 9613 specifies an analytical method
uniform meteorological conditions. lt may also be
of calculating the attenuation of Sound as a result of
used to determine adjustments to be applied to
atmospheric absorption for a variety of meteorological
measured Sound pressure levels to account for dif-
conditions when the Sound from any Source propa-
ferences between atmospheric absorption losses un-
gates through the atmosphere outdoors.
der different meteorological conditions. Extension of
the method to inhomogeneous atmospheres is con-
For pure-tone Sounds, attenuation due to atmospheric
sidered in annex C, in particular to meteorological
absorption is specified in terms of an attenuation co-
conditions that vary with height above the ground.
efficient as a function of four variables: the frequency
of the Sound, and the temperature, humidity and
This part of ISO 9613 accounts for the principal ab-
pressure of the air. Computed attenuation coefficients
sorption mechanisms present in an atmosphere de-
are provided in tabular form for ranges of the variables
void of significant fog or atmospheric pollutants. The
commonly encountered in the prediction of outdoor
calculation of Sound attenuation by mechanisms other
Sound propagation:
than atmospheric absorption, such as refraction or
ground reflection, is described in ISO 9613-2.
- frequency from 50 Hz to 10 kHz,
- temperature from - 20 “C to + 50 “C,
- relative humidity from 10 % to 100 %, and 2 Normative references
- pressure of 101,325 kPa (one atmosphere).
The following Standards contain provisions which,
through reference in this text, constitute provisions
Formulae are also provided for wider ranges suitable
of this part of ISO 9613. At the time of publication, the
for particular uses, for example, at ultrasonic fre-
editions indicated were valid. All Standards are subject
quencies for acoustical scale modelling, and at lower to revision, and Parties to agreements based on this
pressures for propagation from high altitudes to the part of ISO 9613 are encouraged to investigate the
ground. possibility of applying the most recent editions of the
Standards indicated below. Members of IEC and ISO
maintain registers of currently valid International
For wideband Sounds analysed by fractional-octave
band filters (e.g. one-third-octave band filters), a Standards.
method is specified for calculating the attenuation due
to atmospheric absorption from that specified for ISO 2533: 1975, Standard Atmosphere.
pure-tone Sounds at the midband frequencies. An al-
ternative spectrum-integration method is described in ISO 266: 1975, Acoustics - Preferred frequencies for
annex D. The spectrum of the Sound may be wide- measurements.
ISO 9613=1:1993(E)
I EC 225: 1966, Octave, half-octave and third-octave
4.2 Atmospheric pressure and temperature
band filters intended for the analysis of Sounds and
vibra tions.
For the purposes of this patt of ISO 9613, the refer-
ence ambient atmospheric pressure, pr, is that of the
International Standard Atmosphere at mean sea level,
3 Symbols namely 101,325 kPa. The reference air temperature,
To, is 293,15 K (20 “C), i.e. the temperature at which
frequency of the Sound, in hertz the most reliable data supporting this part of ISO 9613
f
were obtained.
midband frequency, in hertz
f m
h molar concentration of water vapour, as a per-
5 Attenuation coefficients due to
centage
atmospheric absorption for pure-tone
reference ambient atmospheric pressure, in
Sounds
Pr
kilopascals
5.1 Basic expression for attenuation
initial Sound pressure amplitude, in Pascals
Pi
Sound pressure amplitude, in Pascals As a pure-tone Sound propagates through the atmos-
Pt
phere over a distance S, the Sound pressure amplitude
reference Sound pressure amplitude (20 PPa)
pt decreases exponentially as a result of the atmos-
Po
pheric absorption effects covered by this part of
ambient atmospheric pressure, in kilopascals
Pa
ISO 9613 from its initial value pi, in accordance with
the decay formula for plane Sound waves in free
distance, in metres, through which the Sound
s
space
propagates
. . .
pt=pi exp(-0,115 ICCS)
(1)
T ambient atmospheric temperature, in kelvins
NOTE 2 The term exp( - 0,115 1 CLS) represents the base
reference air temperature, in kelvins
TO
e of Naperian logarithms raised to the exponent indicated
by the argument in parentheses and the constant
a pure-tone Sound attenuation coefficient, in deci-
0,115 1 = l/[lO lg(e2)].
bels per metre, for atmospheric absorption
NOTE 1 For convenience, in this part of ISO 9613,
5.2 Attenuation of Sound pressure levels
the shortened term “attenuation coefficient”’ will be
used for CY in place of the full description.
The attenuation due to atmospheric absorption SL#),
in decibels, in the Sound pressure level of a pure tone
attenuation due to atmospheric absorption, in
=t
with frequency f, from the initial level at s = 0 to the
decibels
level at distance S, is given by
. . .
sr;(f) = 10 lg(p’/p;) dB = cxs
4 Reference atmospheric conditions
6 Calculation procedure for pure-tone
4.1 Composition
attenuation coeff icients
Atmospheric absorption is sensitive to the compo-
sition of the air, particularly to the widely varying
6.1 Variables
concentration of water vapour. For clean, dry air at sea
level, the Standard molar concentrations, or fractional
The acoustic and atmospheric variables, i.e. frequency
volumes of the three principal, normally fixed, con-
of the Sound, ambient atmospheric temperature,
stituents of nitrogen, Oxygen and carbon dioxide are:
molar concentration of water vapour and ambient at-
0,780 84; 0,209 476; and 0,000 314, respectively
mospheric pressure, are listed in clause 3, together
(taken from ISO 2533). For dry air, other minor trace
with their Symbols and units.
constituents, which have no significant influence on
NOTES
atmospheric absorption, make up the remaining frac-
tion of 0,009 37. For atmospheric absorption calcu-
3 For a specific Sample of moist air, the molar concen-
lations, the Standard molar concentrations of the three
tration of water vapour is the ratio (expressed as a per-
principal constituents of dry air may be assumed to
centage) of the number of kilomoles (i.e. the number of
hold for altitudes up to at least 50 km above mean sea
kilogram molecular weights) of water vapour to the sum of
Pevel. However, the molar concentration of water va-
the number of kilomoles of dry air and water vapour. By
pour, which has a major influence on atmospheric
Avogadro’s law, the molar concentration of water vapour is
absorption, varies widely near the ground and by over also the ratio of the partial pressure of water vapour to the
two orders of magnitude from sea level to 10 km. atmospheric pressure.
ISO 9613=1:1993(E)
4 Molar concentrations of water vapour range from about
6.3 Computation of the attenuation
02 % to 2 % for commonly encountered meteorological
coeff icient
conditions at altitudes near mean sea level, but decrease to
well below 0,Ol % at altitudes above 10 km.
Equations (3) to (5) are all that is needed to calculate
the pure-tone attenuation coefficient for atmospheric
absorption for selected values of the variables. Al-
though air temperature and air pressure data may not
be supplied in the units of measure given in
clause 3, conversion factors are readily available to
6.2 Formulae
convert the given unit to kelvins or kilopascals re-
spectively. Humidity data, on the other hand, are
As described in annex A, the attenuation due to at- rarely supplied in terms of molar concentration of
mospheric absorption is a function of two relaxation water vapour. Annex B provides information on con-
version of humidity data that are supplied in terms of
frequencies, fio and fr,,,, the Oxygen and nitrogen re-
relative humidity, dewpoint and other measures, to
laxation frequencies, respectively. Values of fio and
corresponding values of molar concentration.
rN, in hertz, shall be calculated from
f
The means by which a real inhomogeneous atmos-
pa . . .
f (3)
ro = Pr
phere may be approximated by the uniform atmos-
phere assumed in the formulae of 6.2 are discussed
In annex C.
and
X
6.4 Tabular values of the attenuation
coeff icient
x ( 9 + 280h exp {-4,170[($J"3-1]})
For selected values of T, h and f at a pressure of one
Standard atmosphere (101,325 kPa), table 1 lists
. . . pure-tone attenuation coefficients for atmospheric
(4
absorption calculated by use of equations (3) to (5),
The attenuation coefficient a, in decibels per metre
but using the unit “decibels per kilometre” for con-
for atmospheric absorption shall be calculated from
venience in applications to Sound propagation out-
doors over path lengths of the Order of a few
kilometres. Tabular values are presented in scientific
r,.,, x 10-ll(+)&~]+
notation to preserve accuracy at low frequencies. Us-
ers of table 1 should not interpolate between the en-
tries, or extrapolate beyond the table range, but
should use equations (3) to (5) to calculate the specific
pure-tone attenuation coefficients for desired con-
ditions.
NOTES
X { 0,01275[exp( T2yg,’ )]
5 For convenience, the frequencies shown in table 1 are
the preferred frequencies for one-third-octave band filters
(see ISO 266 and IEC 225). However, the attenuation coef-
ficients in table 1 were calculated for the exact midband
-3 352,0
frequencies fm, in hertz, using the general expression ac-
+0,106 8
T
cording to the base IO System
fm = (1 000) (1 03b’10)k . . .
(6)
. . . where 1 000 Hz is the exact reference frequency and b is
(5)
a rational fraction that serves as the bandwidth designator
for any fractional-octave band filter (e.g. with b = 1/3 for
Values forf,, and&, are taken from equations (3) and
one-third-octave band filters, and so on for other band-
.
(4)
widths). For table 1, index k is an integer from - 13 to + 10,
corresponding to preferred frequencies from 50 Hz to
In equations (3) to (5), pr = 101,325 kPa and
10 kHz. For exact ultrasonic frequencies at one-third-
T, = 293,15 K.
octave-band intervals from 10 kHz to 1 MHz, equation (6)
may be used with k ranging from + 10 to + 30.
Equations (3) to (5) combine, in a condensed form
suitable for computations, formulae giving contri-
6 Relative humidities given as column headings in table 1
butions from the individual physical mechanisms de-
are with respect to Saturation over a surface of liquid water
scribed in annex A. at all temperatures; see annex B. The saturated vapour
ISO 9613=1:1993(E)
pressure was calculated from the formulae used to gener-
atmospheric pressure: less than 200 kPa (2 atm)
ate the International Meteorological TablesW See
annex B.
frequency-to-pressure ratio: 4 x 10a4 Hz/Pa to
10 Hz/Pa
7 Accuracy of calculated pure-tone
attenuation coefficients for various
7.3 Accuracy of + 50 %
-
ranges of the variables
The accuracy of the calculated pure-tone attenuation
7.1 coefficients due to atmospheric absorption is esti-
Accuracy of + IO %
-
mated to be k 50 % for variables within the following
The accuracy of the calculated pure-tone attenuation ranges, which include environmental conditions en-
coefficients for atmospheric absorption is estimated
countered at altitudes up to 10 km:
to be + 10 % for variables within the following
ranges: molar concentration of water vapour: less than
0,005 %
molar concentration of water vapour: 0,05 % to
5/ OO
air temperature: greater than 200 K (- 73 “C)
air temperature: 253,15 K to 323,15 K (- 20 “C to
atmospheric pressure: less than 200 kPa (2 atm)
+50 “C)
frequency-to-pressure ratio: 4 x 10e4 Hz/Pa to
atmospheric pressure: le
...
NORME
ISO
INTERNATIONALE
9613-1
Première édition
1993-06-01
Acoustique - Atténuation du son lors de
sa propagation à l’air libre -
Partie 1:
Calcul de l’absorption atmosphérique
Acoustics - Attenuation of sound during propagation outdoors -
Part 1: Calculation of the absorption of sound by the atmosphere
Numéro de référence
ISO 9613-l :1993(F)
ISO 9613=1:1993(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une féderation
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’elaboration des Normes internationales est en général confiee aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre interessé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique cree à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore etroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptes par les comités techniques
sont soumis aux comites membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mites membres votants.
La Norme internationale ISO 9613-1 a ete élaborée par le comité techni-
que lSO/K 43, Acoustique, sous-comite SC 1, Bruit.
L’ISO 9613 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
neral Acoustique - Attdnuation du son lors de sa propagation à l’air
libre:
- Partie 1: Calcul de l’absorption atmosphérique
- Partie 2: Méthode générale de calcul
Les annexes A, B, C, D, E et F de la présente partie de I’ISO 9613 sont
données uniquement à titre d’information.
0 ISO 1993
Droits de reproduction reserves. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite
ni utilisee sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord ecrit de I’editeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-l 211 Geneve 20 l Suisse
Imprime en Suisse
ii
ISO 9613=1:1993(F)
Introduction
L’objet de la présente Norme internationale est la spécification de mé-
thodes de calcul de l’atténuation de sons se propageant à l’air libre, dans
l’objectif de prévoir le niveau sonore ambiant à distance donn6e de diff&
rentes sources sonores.
Page blanche
NORME INTERNATIONALE
ISO 9613=1:1993(F)
Acoustique - Atténuation du son lors de sa
propagation à l’air libre -
Partie 1:
Calcul de l’absorption atmosphérique
par intégration spectrale. Le bruit peut avoir un spec-
1 Domaine d’application
tre à large bande sans composantes fréquentielles
discretes ou comporter à la fois des composantes à
La présente partie de I’ISO 9613 prescrit une me-
large bande et des composantes discretes.
thode analytique de calcul de l’atténuation, par ab-
sorption atmosphérique, d’un son produit par une
La présente partie de I’ISO 9613 s’applique à une at-
source quelconque et se propageant en atmosphére
mosphére caracterisee par I’uniformite des conditions
libre dans diverses conditions météorologiques.
méteorologiques. La méthode prescrite peut
également servir à la détermination des corrections à
Pour les sons purs, l’atténuation par absorption at-
apporter à des valeurs mesurées du niveau de pres-
mospherique est exprimée par un coefficient d’atte-
sion acoustique, pour tenir compte de la variation des
nuation qui est fonction de quatre paramètres:
pertes par absorption atmosphérique en fonction des
fréquence du son, et température, humidité et pres-
conditions météorologiques. La généralisation de
sion de l’air. Les coefficients d’attenuation calcules,
cette methode à des atmosphères non homogènes
en decibels par kilométre, sont présentés sous forme
est etudiée en annexe C, notamment pour ce qui
de tableaux pour differents intervalles de valeurs des
concerne les variations des conditions meteorolo-
paramètres communement utilises pour la prévision
giques avec l’altitude.
de la propagation en atmosphère libre, c’est-à-dire
La présente partie de I’ISO 9613 prend en compte les
- fréquence de 50 Hz à 10 kHz,
principaux mécanismes d’absorption intewenant dans
une atmosphére exempte de brouillard ou de pol-
- température de - 20 “C à + 50 OC,
luants atmosphériques en quantité significative. Le
calcul des mecanismes d’attenuation autres que I’ab-
- humidite relative de 10 % à 100 %, et
sorption atmosphérique, par exemple la refraction ou
la réflexion sur le sol est décrit dans I’ISO 9613-2.
- pression de 101,325 kPa (une atmosphère).
2 Références normatives
Des formules sont egalement fournies pour le calcul
sur des plages de valeurs plus larges adaptées à des
Les normes suivantes contiennent des dispositions
applications particuliéres, par exemple le calcul aux
qui, par suite de la réference qui en est faite, consti-
fréquences ultrasonores pour la modelisation acousti-
que sur maquette, et à basses pressions, pour la tuent des dispositions valables pour la présente partie
de I’ISO 9613. Au moment de la publication, les edi-
propagation depuis la haute altitude vers le sol.
tions indiquées etaient en vigueur. Toute norme est
Pour les bruits à large bande analyses au moyen de sujette à revision et les parties prenantes des accords
filtres de fraction d’octave (par exemple de tiers fondes sur la présente partie de I’ISO 9613 sont invi-
d’octave), la méthode prescrite pour le calcul de I’at- tees à rechercher la possibilité d’appliquer les editions
tenuation par absorption atmosphérique est deduite les plus recentes des normes indiquées ci-après. Les
de celle qui est decrite pour les sons purs, que l’on membres de la CEI et de I’ISO possédent le registre
applique aux frequences centrales des filtres. L’an- des Normes internationales en vigueur a un moment
nexe D décrit une autre methode de calcul possible, donne.
ISO 9613=1:1993(F)
ISO 2533: 1975, Atmosphère Type. tuants de l’air, l’azote, l’oxygène et le dioxyde de car-
bone, fixes normalement, sont respectivement égales
ISO 266:1975, Acoustique - Fréquences normales à 0,780 84, 0,209 476 et 0,000 314 (voir ISO 2533).
pour les mesurages. Dans l’air sec, la fraction restante (0,009 37) se com-
pose de constituants traces mineurs qui n’ont pas
CEI 225:1966, Filtres de bande d’octave, de demi-
d’influente significative sur l’absorption atmosphéri-
octave et de tiers d’octave destines à l’analyse des
que. On peut admettre pour le calcul que ces fractions
bruits et des vibrations.
molaires normales restent valables jusqu’à au moins
50 km au-dessus du niveau de la mer. Par contre, la
fraction molaire de vapeur d’eau, qui est un facteur
d’influente determinant de l’absorption atmosphéri-
3 Symboles
que, subit des fluctuations sensibles au voisinage du
sol et varie de plus de deux ordres de grandeur entre
fréquence du son, en hertz
f
les altitudes 0 et 10 km.
fréquence centrale, en hertz
f
m
4.2 Température et pression
h fraction molaire de vapeur d’eau, en pourcen-
atmosphériques
tage
Dans la présente partie de I’ISO 9613, la pression at-
pression atmosphérique ambiante de référence,
Pr
mosphérique ambiante de référence, pr, est celle de
en kilopascals
l’atmosphère internationale normalisée au niveau
amplitude de la pression acoustique initiale, en
pi moyen de la mer, c’est-a-dire 101,325 kPa. La tem-
pascals
pérature atmosphérique de réference de l’air, TO,
choisie est de 293,15 K (20 “C) puisque c’est à cette
amplitude de la pression acoustique, en pascals
Pt
température qu’ont éte obtenus les résultats les plus
fiables sur lesquels s’appuie la présente partie de
amplitude de la pression acoustique de réfé-
Po
I’ISO 9613.
rence (20 FPa)
pression atmosphérique ambiante, en
PEI
kilopascals
5 Coefficient d’atténuation des sons
s distance de propagation du son, en mètres
purs par absorption atmosphérique
T température atmosphérique ambiante, en
kelvins
5.1 Expression générale de l’atténuation
température atmosphérique de référence, en
TO
kelvins
La propagation d’un son pur dans I’atmosphére sur
une distance s s’accompagne d’une decroissance
a coefficient d’attenuation des sons purs, en
exponentielle de l’amplitude de la pression acousti-
decibels par metre
que, pt, à partir de la valeur initiale pi. Cette décrois-
sance résulte des mecanismes d’absorption
NOTE 1 Pour des raisons de commodité, I’expres-
atmosphérique décrits dans la présente partie de
sion abrégée ((coefficient d’atténuation 1) sera em-
I’ISO 9613 et s’effectue selon la loi suivante, qui
ployée dans la présente partie de I’ISO 9613 pour
s’applique aux ondes sonores planes en champ libre:
désigner a.
pt =pi exp( -0,115 las) . . .
(1)
attenuation par absorption atmosphérique, en
decibels
NOTE 2 Le terme exp( - 0,115 1 as) repksente la base e
des logarithmes népériens élevée à la puissance indiquée
entre parenthèses, avec 0,115 1 = l/[lO lg (e*)].
4 Conditions atmosphériques de
référence
5.2 Atténuation des niveaux de pression
acoustique
4.1 Composition
L’atténuation par absorption atmosphérique, S&(f), en
décibels, du niveau de pression acoustique d’un son
L’absoption atmosphérique est fonction de la compo-
pur de fréquence fi c’est-à-dire la difference entre le
sition de l’air et notamment de sa teneur en vapeur
niveau initial au point s = 0 et le niveau à la distance
d’eau, qui peut varier considerablement. Au niveau de
S, est donnee par
la mer et pour un air non pollue et sec, les fractions
&y> = 10 lg&/p;) dB = 6~s . . .
molaires ou volumiques des trois principaux consti-
ISO 96134:1993(F)
6 Méthode de calcul des coefficients
d’atténuation des sons purs
x 0,012 75 exp
[ ( -2:gJ )][o+[&]-'+
6.1 Paramètres de calcul
+0,1068 exp
[ ( -3~2~o)][~~+[~~-j~
Les paramétres acoustiques et atmosphériques
considéres, c’est-à-dire la fréquence du son, la tem-
pérature atmosphérique ambiante, la fraction molaire
de vapeur d’eau et la pression atmosphérique am-
biante, ainsi que leurs symboles et unités sont donnes
Les valeurs de&, et& sont données par les formules
à l’article 3.
(3) et (4).
NOTES
Dans les équations (3) à (51, pr = 101,325 kPa et
TO = 293,15 K.
3 Dans un échantillon spécifique d’air humide, la fraction
molaire de vapeur d’eau est le rapport, en pourcentage, du
Les équations (3) à (5) resument sous une forme
nombre de kilomoles de vapeur d’eau (c’est-à-dire la quan-
adaptée au calcul l’ensemble des formules donnees
tité de matiére) au nombre total de kilomoles d’air sec et
dans l’annexe A qui expriment la contribution des
de vapeur d’eau. D’après la loi d’Avogadro, elle est aussi
égale au quotient de la pression partielle de vapeur d’eau
differents mécanismes mis en jeu dans l’absorption
par la pression atmosphérique.
atmosphérique.
4 La fraction molaire de vapeur d’eau est comprise entre
0,2 % et 2 % environ, dans les conditions météorologiques 6.3 Calcul du coefficient d’atténuation
habituelles au voisinage du niveau moyen de la mer, mais
elle devient très inférieure à 0,Ol % aux altitudes supérieu-
Pour calculer le coefficient d’attenuation des sons
res à 10 km.
purs, il suffit d’appliquer les équations (3) à (5) pour
des valeurs donnees des paramétres. Les valeurs
mesurees de la température et de la pression atmo-
sphériques sont parfois exprimees dans d’autres uni-
6.2 Formules tes que celles qui sont spécifiées dans l’article 3,
mais il est facile de se procurer des tables de
conversion permettant d’obtenir les valeurs en kelvins
Comme précisé en annexe A, l’atténuation par ab-
et kilopascals. Les valeurs de l’humidité, par contre,
sorption atmosphérique s’exprime en fonction des
sont rarement exprimées en fraction molaire de va-
deux fréquences de relaxation, fio et frN, qui sont res-
peur d’eau. L’annexe B donne des indications sur la
pectivement celles de I’oxygéne et de l’azote. Les
conversion en fraction molaire de I’humidite relative,
valeurs de Jo et frN, en hertz, doivent être calculées
de la température de rosée, ou d’autres mesures de
d’aprés les équations
I’humidite de l’air.
. . .
Les methodes qui permettent d’établir une relation,
par approximation, entre une atmosphère reelle non
homogéne et I’atmosphére uniforme a laquelle s’ap-
pliquent les équations de 6.2 font l’objet d’une dis-
cussion dans l’annexe C.
X
6.4 Tableau des valeurs du coefficient
d’atténuation
x
Le tableau 1 donne les valeurs du coefficient d’atte-
nuation des sons purs calculees d’aprés les équations
. . .
(4)
(3) à (5) à des températures, humidités et frequences
Le coefficient d’atténuation U, en décibels par mètre,
donnees et à la pression normale de 1 atm
doit être calcule d’après l’équation
(101,325 kPa). Ces valeurs sont cependant exprimées
en décibels par kilométre, unite adaptee à l’etude de
la propagation du son sur des distances de l’ordre de
a =8,686f([l,84 x 10-11($~'(~~]+
quelques kilometres. La notation scientifique adoptée
permet d’exprimer les valeurs obtenues pour les bas-
ses fréquences avec une bonne precision. Pour cal-
X culer les valeurs du coefficient d’atténuation qui
correspondent à des conditions données, il convient
ISO 9613=1:1993(F)
d’appliquer les équations (3) à (5) et non de procéder
7.2 Précision de + 20 %
-
par interpolation pour les valeurs intermediaires ou par
extrapolation pour les valeurs sortant des limites du
On estime que le coefficient d’atténuation des sons
tableau 1.
purs est calcule avec une précision de & 20 % lorsque
les paramètres prennent des valeurs comprises dans
NOTES
les intervalles suivants:
5 Pour des raisons de commodité, les fréquences indi-
fraction molaire de vapeur d’eau: 0,005 % a
quees dans le tableau 1 sont les fréquences normales
OI05 %, et supérieure à 5 %
adoptées pour les filtres de tiers d’octave (voir ISO 266 et
CEI 225). Toutefois, les coefficients d’atténuation du
tableau 1 ont été calcules pour les fréquences centrales température de l’air: 253,15 K a 323,15 K (- 20 “C
exactes&,, en hertz, dont l’expression générale en base 10
à + 50 “C)
est
pression atmosphérique: inferieure à 200 kPa
fm = (1000) (1 036"o)k
. . .
(6)
(2 atm)
où 1 000 Hz est la fréquence de référence exacte et b une
fraction rationnelle désignant la largeur de bande des filtres
pression: 4 x 10w4 Hz/Pa à
rapport fréquence/
de fraction d’octave (par exemple, b = 1/3 pour un filtre de
...
NORME
ISO
INTERNATIONALE
9613-1
Première édition
1993-06-01
Acoustique - Atténuation du son lors de
sa propagation à l’air libre -
Partie 1:
Calcul de l’absorption atmosphérique
Acoustics - Attenuation of sound during propagation outdoors -
Part 1: Calculation of the absorption of sound by the atmosphere
Numéro de référence
ISO 9613-l :1993(F)
ISO 9613=1:1993(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une féderation
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’elaboration des Normes internationales est en général confiee aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre interessé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique cree à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore etroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptes par les comités techniques
sont soumis aux comites membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mites membres votants.
La Norme internationale ISO 9613-1 a ete élaborée par le comité techni-
que lSO/K 43, Acoustique, sous-comite SC 1, Bruit.
L’ISO 9613 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
neral Acoustique - Attdnuation du son lors de sa propagation à l’air
libre:
- Partie 1: Calcul de l’absorption atmosphérique
- Partie 2: Méthode générale de calcul
Les annexes A, B, C, D, E et F de la présente partie de I’ISO 9613 sont
données uniquement à titre d’information.
0 ISO 1993
Droits de reproduction reserves. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite
ni utilisee sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord ecrit de I’editeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-l 211 Geneve 20 l Suisse
Imprime en Suisse
ii
ISO 9613=1:1993(F)
Introduction
L’objet de la présente Norme internationale est la spécification de mé-
thodes de calcul de l’atténuation de sons se propageant à l’air libre, dans
l’objectif de prévoir le niveau sonore ambiant à distance donn6e de diff&
rentes sources sonores.
Page blanche
NORME INTERNATIONALE
ISO 9613=1:1993(F)
Acoustique - Atténuation du son lors de sa
propagation à l’air libre -
Partie 1:
Calcul de l’absorption atmosphérique
par intégration spectrale. Le bruit peut avoir un spec-
1 Domaine d’application
tre à large bande sans composantes fréquentielles
discretes ou comporter à la fois des composantes à
La présente partie de I’ISO 9613 prescrit une me-
large bande et des composantes discretes.
thode analytique de calcul de l’atténuation, par ab-
sorption atmosphérique, d’un son produit par une
La présente partie de I’ISO 9613 s’applique à une at-
source quelconque et se propageant en atmosphére
mosphére caracterisee par I’uniformite des conditions
libre dans diverses conditions météorologiques.
méteorologiques. La méthode prescrite peut
également servir à la détermination des corrections à
Pour les sons purs, l’atténuation par absorption at-
apporter à des valeurs mesurées du niveau de pres-
mospherique est exprimée par un coefficient d’atte-
sion acoustique, pour tenir compte de la variation des
nuation qui est fonction de quatre paramètres:
pertes par absorption atmosphérique en fonction des
fréquence du son, et température, humidité et pres-
conditions météorologiques. La généralisation de
sion de l’air. Les coefficients d’attenuation calcules,
cette methode à des atmosphères non homogènes
en decibels par kilométre, sont présentés sous forme
est etudiée en annexe C, notamment pour ce qui
de tableaux pour differents intervalles de valeurs des
concerne les variations des conditions meteorolo-
paramètres communement utilises pour la prévision
giques avec l’altitude.
de la propagation en atmosphère libre, c’est-à-dire
La présente partie de I’ISO 9613 prend en compte les
- fréquence de 50 Hz à 10 kHz,
principaux mécanismes d’absorption intewenant dans
une atmosphére exempte de brouillard ou de pol-
- température de - 20 “C à + 50 OC,
luants atmosphériques en quantité significative. Le
calcul des mecanismes d’attenuation autres que I’ab-
- humidite relative de 10 % à 100 %, et
sorption atmosphérique, par exemple la refraction ou
la réflexion sur le sol est décrit dans I’ISO 9613-2.
- pression de 101,325 kPa (une atmosphère).
2 Références normatives
Des formules sont egalement fournies pour le calcul
sur des plages de valeurs plus larges adaptées à des
Les normes suivantes contiennent des dispositions
applications particuliéres, par exemple le calcul aux
qui, par suite de la réference qui en est faite, consti-
fréquences ultrasonores pour la modelisation acousti-
que sur maquette, et à basses pressions, pour la tuent des dispositions valables pour la présente partie
de I’ISO 9613. Au moment de la publication, les edi-
propagation depuis la haute altitude vers le sol.
tions indiquées etaient en vigueur. Toute norme est
Pour les bruits à large bande analyses au moyen de sujette à revision et les parties prenantes des accords
filtres de fraction d’octave (par exemple de tiers fondes sur la présente partie de I’ISO 9613 sont invi-
d’octave), la méthode prescrite pour le calcul de I’at- tees à rechercher la possibilité d’appliquer les editions
tenuation par absorption atmosphérique est deduite les plus recentes des normes indiquées ci-après. Les
de celle qui est decrite pour les sons purs, que l’on membres de la CEI et de I’ISO possédent le registre
applique aux frequences centrales des filtres. L’an- des Normes internationales en vigueur a un moment
nexe D décrit une autre methode de calcul possible, donne.
ISO 9613=1:1993(F)
ISO 2533: 1975, Atmosphère Type. tuants de l’air, l’azote, l’oxygène et le dioxyde de car-
bone, fixes normalement, sont respectivement égales
ISO 266:1975, Acoustique - Fréquences normales à 0,780 84, 0,209 476 et 0,000 314 (voir ISO 2533).
pour les mesurages. Dans l’air sec, la fraction restante (0,009 37) se com-
pose de constituants traces mineurs qui n’ont pas
CEI 225:1966, Filtres de bande d’octave, de demi-
d’influente significative sur l’absorption atmosphéri-
octave et de tiers d’octave destines à l’analyse des
que. On peut admettre pour le calcul que ces fractions
bruits et des vibrations.
molaires normales restent valables jusqu’à au moins
50 km au-dessus du niveau de la mer. Par contre, la
fraction molaire de vapeur d’eau, qui est un facteur
d’influente determinant de l’absorption atmosphéri-
3 Symboles
que, subit des fluctuations sensibles au voisinage du
sol et varie de plus de deux ordres de grandeur entre
fréquence du son, en hertz
f
les altitudes 0 et 10 km.
fréquence centrale, en hertz
f
m
4.2 Température et pression
h fraction molaire de vapeur d’eau, en pourcen-
atmosphériques
tage
Dans la présente partie de I’ISO 9613, la pression at-
pression atmosphérique ambiante de référence,
Pr
mosphérique ambiante de référence, pr, est celle de
en kilopascals
l’atmosphère internationale normalisée au niveau
amplitude de la pression acoustique initiale, en
pi moyen de la mer, c’est-a-dire 101,325 kPa. La tem-
pascals
pérature atmosphérique de réference de l’air, TO,
choisie est de 293,15 K (20 “C) puisque c’est à cette
amplitude de la pression acoustique, en pascals
Pt
température qu’ont éte obtenus les résultats les plus
fiables sur lesquels s’appuie la présente partie de
amplitude de la pression acoustique de réfé-
Po
I’ISO 9613.
rence (20 FPa)
pression atmosphérique ambiante, en
PEI
kilopascals
5 Coefficient d’atténuation des sons
s distance de propagation du son, en mètres
purs par absorption atmosphérique
T température atmosphérique ambiante, en
kelvins
5.1 Expression générale de l’atténuation
température atmosphérique de référence, en
TO
kelvins
La propagation d’un son pur dans I’atmosphére sur
une distance s s’accompagne d’une decroissance
a coefficient d’attenuation des sons purs, en
exponentielle de l’amplitude de la pression acousti-
decibels par metre
que, pt, à partir de la valeur initiale pi. Cette décrois-
sance résulte des mecanismes d’absorption
NOTE 1 Pour des raisons de commodité, I’expres-
atmosphérique décrits dans la présente partie de
sion abrégée ((coefficient d’atténuation 1) sera em-
I’ISO 9613 et s’effectue selon la loi suivante, qui
ployée dans la présente partie de I’ISO 9613 pour
s’applique aux ondes sonores planes en champ libre:
désigner a.
pt =pi exp( -0,115 las) . . .
(1)
attenuation par absorption atmosphérique, en
decibels
NOTE 2 Le terme exp( - 0,115 1 as) repksente la base e
des logarithmes népériens élevée à la puissance indiquée
entre parenthèses, avec 0,115 1 = l/[lO lg (e*)].
4 Conditions atmosphériques de
référence
5.2 Atténuation des niveaux de pression
acoustique
4.1 Composition
L’atténuation par absorption atmosphérique, S&(f), en
décibels, du niveau de pression acoustique d’un son
L’absoption atmosphérique est fonction de la compo-
pur de fréquence fi c’est-à-dire la difference entre le
sition de l’air et notamment de sa teneur en vapeur
niveau initial au point s = 0 et le niveau à la distance
d’eau, qui peut varier considerablement. Au niveau de
S, est donnee par
la mer et pour un air non pollue et sec, les fractions
&y> = 10 lg&/p;) dB = 6~s . . .
molaires ou volumiques des trois principaux consti-
ISO 96134:1993(F)
6 Méthode de calcul des coefficients
d’atténuation des sons purs
x 0,012 75 exp
[ ( -2:gJ )][o+[&]-'+
6.1 Paramètres de calcul
+0,1068 exp
[ ( -3~2~o)][~~+[~~-j~
Les paramétres acoustiques et atmosphériques
considéres, c’est-à-dire la fréquence du son, la tem-
pérature atmosphérique ambiante, la fraction molaire
de vapeur d’eau et la pression atmosphérique am-
biante, ainsi que leurs symboles et unités sont donnes
Les valeurs de&, et& sont données par les formules
à l’article 3.
(3) et (4).
NOTES
Dans les équations (3) à (51, pr = 101,325 kPa et
TO = 293,15 K.
3 Dans un échantillon spécifique d’air humide, la fraction
molaire de vapeur d’eau est le rapport, en pourcentage, du
Les équations (3) à (5) resument sous une forme
nombre de kilomoles de vapeur d’eau (c’est-à-dire la quan-
adaptée au calcul l’ensemble des formules donnees
tité de matiére) au nombre total de kilomoles d’air sec et
dans l’annexe A qui expriment la contribution des
de vapeur d’eau. D’après la loi d’Avogadro, elle est aussi
égale au quotient de la pression partielle de vapeur d’eau
differents mécanismes mis en jeu dans l’absorption
par la pression atmosphérique.
atmosphérique.
4 La fraction molaire de vapeur d’eau est comprise entre
0,2 % et 2 % environ, dans les conditions météorologiques 6.3 Calcul du coefficient d’atténuation
habituelles au voisinage du niveau moyen de la mer, mais
elle devient très inférieure à 0,Ol % aux altitudes supérieu-
Pour calculer le coefficient d’attenuation des sons
res à 10 km.
purs, il suffit d’appliquer les équations (3) à (5) pour
des valeurs donnees des paramétres. Les valeurs
mesurees de la température et de la pression atmo-
sphériques sont parfois exprimees dans d’autres uni-
6.2 Formules tes que celles qui sont spécifiées dans l’article 3,
mais il est facile de se procurer des tables de
conversion permettant d’obtenir les valeurs en kelvins
Comme précisé en annexe A, l’atténuation par ab-
et kilopascals. Les valeurs de l’humidité, par contre,
sorption atmosphérique s’exprime en fonction des
sont rarement exprimées en fraction molaire de va-
deux fréquences de relaxation, fio et frN, qui sont res-
peur d’eau. L’annexe B donne des indications sur la
pectivement celles de I’oxygéne et de l’azote. Les
conversion en fraction molaire de I’humidite relative,
valeurs de Jo et frN, en hertz, doivent être calculées
de la température de rosée, ou d’autres mesures de
d’aprés les équations
I’humidite de l’air.
. . .
Les methodes qui permettent d’établir une relation,
par approximation, entre une atmosphère reelle non
homogéne et I’atmosphére uniforme a laquelle s’ap-
pliquent les équations de 6.2 font l’objet d’une dis-
cussion dans l’annexe C.
X
6.4 Tableau des valeurs du coefficient
d’atténuation
x
Le tableau 1 donne les valeurs du coefficient d’atte-
nuation des sons purs calculees d’aprés les équations
. . .
(4)
(3) à (5) à des températures, humidités et frequences
Le coefficient d’atténuation U, en décibels par mètre,
donnees et à la pression normale de 1 atm
doit être calcule d’après l’équation
(101,325 kPa). Ces valeurs sont cependant exprimées
en décibels par kilométre, unite adaptee à l’etude de
la propagation du son sur des distances de l’ordre de
a =8,686f([l,84 x 10-11($~'(~~]+
quelques kilometres. La notation scientifique adoptée
permet d’exprimer les valeurs obtenues pour les bas-
ses fréquences avec une bonne precision. Pour cal-
X culer les valeurs du coefficient d’atténuation qui
correspondent à des conditions données, il convient
ISO 9613=1:1993(F)
d’appliquer les équations (3) à (5) et non de procéder
7.2 Précision de + 20 %
-
par interpolation pour les valeurs intermediaires ou par
extrapolation pour les valeurs sortant des limites du
On estime que le coefficient d’atténuation des sons
tableau 1.
purs est calcule avec une précision de & 20 % lorsque
les paramètres prennent des valeurs comprises dans
NOTES
les intervalles suivants:
5 Pour des raisons de commodité, les fréquences indi-
fraction molaire de vapeur d’eau: 0,005 % a
quees dans le tableau 1 sont les fréquences normales
OI05 %, et supérieure à 5 %
adoptées pour les filtres de tiers d’octave (voir ISO 266 et
CEI 225). Toutefois, les coefficients d’atténuation du
tableau 1 ont été calcules pour les fréquences centrales température de l’air: 253,15 K a 323,15 K (- 20 “C
exactes&,, en hertz, dont l’expression générale en base 10
à + 50 “C)
est
pression atmosphérique: inferieure à 200 kPa
fm = (1000) (1 036"o)k
. . .
(6)
(2 atm)
où 1 000 Hz est la fréquence de référence exacte et b une
fraction rationnelle désignant la largeur de bande des filtres
pression: 4 x 10w4 Hz/Pa à
rapport fréquence/
de fraction d’octave (par exemple, b = 1/3 pour un filtre de
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.