ISO 7235:2003
(Main)Acoustics — Laboratory measurement procedures for ducted silencers and air-terminal units — Insertion loss, flow noise and total pressure loss
Acoustics — Laboratory measurement procedures for ducted silencers and air-terminal units — Insertion loss, flow noise and total pressure loss
ISO 7235:2003 specifies methods for determining the insertion loss, in frequency bands, of ducted silencers with and without airflow, the sound power level, in frequency bands, of the flow noise (or regenerated sound) generated by ducted silencers, the total pressure loss of silencers with airflow, and the transmission loss, in frequency bands, of air-terminal units. The measurement procedures are intended for laboratory measurements at ambient temperature. Measurements on silencers in situ are specified in ISO 11820. It is to be noted that the results determined in a laboratory according to ISO 7235:2003 will not necessarily be the same as those obtained in situ (installation), as different sound and flow fields will yield different results. For example, the pressure loss will be lower under laboratory conditions than in situ, but will be comparable between different laboratories. ISO 7235:2003 is applicable to all types of silencer including silencers for ventilating and air-conditioning systems, air intake and exhaust of flue gases, and similar applications. Other passive air-handling devices, such as bends, air-terminal units or T-connectors, can also be tested using this International Standard. It is not applicable to reactive silencers used for motor vehicles.
Acoustique — Modes opératoires de mesure en laboratoire pour silencieux en conduit et unités terminales — Perte d'insertion, bruit d'écoulement et perte de pression totale
L'ISO 7235:2003 prescrit les méthodes pour déterminer la perte d'insertion de silencieux en conduit en présence et en l'absence d'écoulement d'air, par bande de fréquences, le niveau de puissance acoustique du bruit d'écoulement (ou bruit régénéré) généré par des silencieux en conduit, par bande de fréquences, la perte de pression totale du silencieux avec écoulement d'air, et la perte de transmission des unités terminales, par bande de fréquences. Les modes opératoires de mesure sont destinés aux mesurages en laboratoire, à température ambiante. Les mesurages sur des silencieux in situ sont spécifiés dans l'ISO 11820. Il convient de noter que les résultats obtenus en laboratoire conformément à l'ISO 7235:2003 ne seront pas nécessairement identiques à ceux obtenus in situ (installation), étant donné que différents champs acoustiques et champs de propagation donneront des résultats différents. La perte de pression sera, par exemple, inférieure dans les conditions de laboratoire à celle obtenue in situ mais sera comparable entre différents laboratoires. L'ISO 7235:2003 s'applique à tout type de silencieux, y compris les silencieux pour ventilateurs et systèmes de conditionnement d'air, épuration des fumées et applications similaires. Il est également possible de soumettre à l'essai selon la présente Norme internationale d'autres dispositifs passifs de traitement de l'air, tels que des coudes, des unités terminales ou des raccords en T. Elle ne s'applique pas aux silencieux réactifs utilisés pour les véhicules à moteur.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 7235
Second edition
2003-08-01
Acoustics — Laboratory measurement
procedures for ducted silencers
and air-terminal units — Insertion loss,
flow noise and total pressure loss
Acoustique — Modes opératoires de mesure en laboratoire pour
silencieux en conduit et unités terminales — Perte d'insertion, bruit
d'écoulement et perte de pression totale
Reference number
©
ISO 2003
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 2
4 Symbols . 7
5 Test facilities and requirements for instrumentation. 9
5.1 Purpose and types of test facilities. 9
5.2 Equipment for acoustic testing of silencers . 9
5.3 Equipment for acoustic testing of air-terminal units . 15
5.4 Equipment for flow testing. 16
5.5 Equipment for dynamic testing . 21
6 Test procedures . 22
6.1 General. 22
6.2 Insertion loss. 22
6.3 Transmission loss. 24
6.4 Sound power level of the flow noise (or regenerated sound) . 24
6.5 Volume flow rate and pressure loss coefficient . 25
7 Information to be recorded . 29
7.1 Description of the test object . 29
7.2 Instrumentation . 29
7.3 Sound-source equipment. 30
7.4 Test, substitution and transmission ducts.30
7.5 Transitions. 30
7.6 Anechoic termination . 30
7.7 Reverberation room . 30
7.8 Acoustical test results. 30
7.9 Measurement uncertainty. 31
8 Information to be reported . 31
Annex A (normative) Design of the sound field excitation equipment and qualification tests . 32
Annex B (normative) Transmission element. 34
Annex C (normative) Duct walls and limiting insertion loss . 37
Annex D (normative) Conversion of one-third-octave-band attenuation values to octave-band
attenuation values. 40
Annex E (normative) Measurements on large parallel-baffle silencers . 41
Annex F (normative) Test of longitudinal attenuation . 43
Annex G (informative) Anechoic terminations. 44
Annex H (informative) Examples of measurement arrangements. 46
Bibliography . 48
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 7235 was prepared by Technical Committee ISO/TC 43, Acoustics, Subcommittee SC 1, Noise.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 7235:1991), which has been technically revised.
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Introduction
This International Standard specifies the substitution method for determining the insertion loss of ducted
silencers and a method for determining the transmission loss of air-terminal units.
In the substitution method, the sound pressure level of the transmitted wave is first determined for the test
object and then when the test object has been replaced by the substitution duct. The sound pressure level of
the transmitted wave can be measured
in a reverberation room,
in a test duct after the silencer, or
in an essentially free field.
The methods are listed in order of preference.
The acoustic performance of silencers depends on the modal composition of the sound field at the inlet and
on reflections at the outlet side, on flanking transmission and on level differences between signals and flow
noise (or regenerated sound).
This International Standard describes configurations at the inlet side providing for a predominant fundamental
mode that suffers the least attenuation. For the outlet side, it describes anechoic terminations and
measurement procedures which are not sensitive to reflections or which allow for specified corrections.
Furthermore, this International Standard gives guidance on the suppression of flanking transmission and noise
signals.
The transmission loss of an air-terminal unit is determined from the results of measurements in a
reverberation room and theoretical reflection coefficients of a substitution duct.
The insertion loss of a silencer is generally affected by the airflow. The insertion loss is therefore preferably
measured with superimposed airflow if the silencer is to be used in ducts with high flow velocity.
For absorptive silencers where the maximum internal flow velocity falls short of 20 m/s, the flow will hardly
have an effect on the insertion loss. In practice, non-uniform flow distributions will occur. Therefore, the limit
velocity of 20 m/s may correspond to a design velocity of 10 m/s to 15 m/s.
An airflow through a silencer regenerates noise. This flow noise (or regenerated sound) establishes the lowest
sound pressure level that can be achieved after the silencer. It is, therefore, necessary to know the sound
power level of the flow noise (or regenerated sound) behind the silencer. This is preferably determined in a
reverberation room connected to the object via a transmission element.
In accordance with this International Standard, the total pressure loss of a silencer to be used with flow is to
be determined. It is, therefore, useful to equip the test facility with the instruments and devices necessary for
the determination of the total pressure loss.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 7235:2003(E)
Acoustics — Laboratory measurement procedures for ducted
silencers and air-terminal units — Insertion loss, flow noise and
total pressure loss
1 Scope
This International Standard specifies methods for determining
the insertion loss, in frequency bands, of ducted silencers with and without airflow,
the sound power level, in frequency bands, of the flow noise (or regenerated sound) generated by ducted
silencers,
the total pressure loss of silencers with airflow, and
the transmission loss, in frequency bands, of air-terminal units.
The measurement procedures are intended for laboratory measurements at ambient temperature.
Measurements on silencers in situ are specified in ISO 11820.
It is to be noted that the results determined in a laboratory according to this International Standard will not
necessarily be the same as those obtained in situ (installation), as different sound and flow fields will yield
different results. For example, the pressure loss will be lower under laboratory conditions than in situ, but will
be comparable between different laboratories.
This International Standard is applicable to all types of silencer including silencers for ventilating and air-
conditioning systems, air intake and exhaust of flue gases, and similar applications. Other passive air-handling
devices, such as bends, air-terminal units or T-connectors, can also be tested using this International
Standard.
This International Standard is not applicable to reactive silencers used for motor vehicles.
NOTE 1 Annex A specifies the sound field excitation equipment. Annex B gives requirements for the transition element.
Annex C gives details of duct walls and limiting insertion loss. Annex D specifies how to convert one-third-octave band
attentuation values to octave band values. Annex E gives requirements for measurements on large parallel-baffle
silencers. Annex F specifies a test of longitudinal attenuation. Annex G gives guidelines on anechoic terminations and
Annex H shows examples of measurement arrangements.
NOTE 2 Acoustic testing of air-terminal devices and fan-coil units is to be carried out as described for air-terminal units.
NOTE 3 Sound power measurements on air-terminal units are specified in ISO 5135. Measurements of the pressure
loss of air-terminal units are described in EN 12238, EN 12239 and EN 12589.
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 3741:1999, Acoustics — Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure —
Precision methods for reverberation rooms
ISO 3746, Acoustics — Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure —
Survey method using an enveloping measurement surface over a reflecting plane
ISO 5167-1, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular
cross-section conduits running full — Part 1: General principles and requirements
ISO 5221, Air distribution and air diffusion — Rules to methods of measuring air flow rate in an air handling
duct
ISO 9614-3, Acoustics — Determination of sound power levels of noise sources using sound intensity —
Part 3: Precision method for measurement by scanning
IEC 60651:2001, Sound level meters
IEC 60804:2000, Integrating-averaging sound level meters
IEC 60942:1997, Electroacoustics — Sound calibrators
IEC 61260, Electroacoustics — Octave-band and fractional-octave-band filters
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following definitions apply.
3.1
insertion loss
D
i
〈of the test object〉 reduction in the level of the sound power in the duct behind the test object due to the
insertion of the test object into the duct in place of a substitution duct, given by the equation
D=−LL (1)
i WWII I
where
L is the level of the sound power in the frequency band considered, propagating along the test duct or
WI
radiating into the connected reverberation room when the test object is installed;
L is the level of the sound power in the frequency band considered, propagating along the test duct or
WII
radiating into the connected reverberation room when the substitution duct replaces the test object.
NOTE 1 The insertion loss is expressed in decibels (dB).
NOTE 2 For measurements according to this International Standard, the insertion loss of a silencer equals its
transmission loss.
3.2
transmission loss
D
t
〈of an air-terminal unit〉 difference between the levels of the sound powers incident on and transmitted through
the test object
NOTE 1 The transmission loss is expressed in decibels (dB).
NOTE 2 Adapted from ISO 11820:1996.
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3.3
face velocity
v
f
velocity in front of the test object
q
V
v = (2)
f
S
where
q is the volume flow rate, in cubic metres per second (m /s);
V
S is the inlet (or face) cross-sectional area of the test object, in square metres (m )
NOTE The face velocity is expressed in metres per second (m/s).
3.4
total pressure loss
∆p
t
〈of the test object〉 difference between the total pressures upstream and downstream of the test object
NOTE The total pressure loss is expressed in pascals (Pa).
3.5
total pressure loss coefficient
ζ
total pressure loss divided by the face velocity pressure upstream of the test object, given by the formula
∆p
t
ζ = (3)
ρ v
1 f
where
∆p is the total pressure loss, in pascals (Pa);
t
ρ is the air density upstream of the silencer, in kilograms per cubic metre (kg/m );
v is the face velocity, in metres per second (m/s) (see 3.3)
f
3.6
front
position relative to the direction of the sound propagation of the sound signal to be measured, corresponding
to the “source side”
3.7
behind
position relative to the direction of the sound propagation of the sound signal to be measured, corresponding
to the “receiving side”
3.8
test duct
straight, rigid duct of constant cross section in front of and behind the test object
3.9
transition
duct element which connects two duct sections with different duct cross sections to each other
NOTE Transitions which are part of a silencer as supplied by the manufacturer/supplier are considered part of the
test object.
3.10
anechoic termination
device intended to reduce sound reflections at the receiving-side end of the test duct
3.11
transmission element
connection from the test duct behind the test object to a reverberation room, transmitting a certain fraction of
the sound energy from the duct into the room
3.12
substitution duct
rigid, non-absorbing duct element and having the same length and the same connecting cross sections as the
test object
3.13
reverberation room
test room meeting the requirements of ISO 3741
[ISO 3741:1999]
3.14
regenerated sound
flow noise
noise caused by the flow conditions in the test object
NOTE Adapted from ISO 14163:1998.
3.15
background noise level
sound pressure level at the indicating instrument when measurements are made with the substitution duct in
place and the loudspeaker is switched off
NOTE 1 The background noise level is expressed in decibels (dB).
NOTE 2 Adapted from ISO 11200:1995.
NOTE 3 The main elements in background noise are
flow noise from the fan,
flow noise generated at the microphone,
flow noise from the duct system,
structure-borne sound from the fan propagating along the duct walls to the measurement position,
airborne sound radiated from the fan or from the loudspeaker equipment into the test room and transmitted through
the duct walls to the microphone, and
electrical noise in the measurement equipment.
NOTE 4 Flanking transmission of sound from the loudspeaker or of flow noise generated by the test object is not part
of the background noise, but determines the limiting insertion loss.
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3.16
reflection coefficient
r
ratio of the reflected sound pressure amplitude to the sound pressure amplitude of the sound wave incident on
the reflecting object
NOTE Adapted from ISO 5136:1990.
3.17
frequency range of interest
one-third-octave bands with centre frequencies from 50 Hz to 10 000 Hz
NOTE For certain applications, it may be sufficient to measure in the frequency range between 100 Hz and 5 000 Hz.
3.18
limiting insertion loss
maximum insertion loss which can be determined in a given test installation without flow
NOTE 1 The limiting insertion loss is expressed in decibels (dB).
NOTE 2 The limiting insertion loss is generally determined by the flanking transmission along the duct walls.
3.19
test object
complete silencer, as supplied by the manufacturer/supplier, one or several parallel baffles installed in a
substitution duct, or an air-terminal unit, ready for installation in the test facility, including its housing and its
inlet and outlet openings to be connected to ducts
NOTE 1 Examples of silencers are given in Figure 1 and Annex E. Other elements to which the method of this
International Standard is applicable are listed in Clause 1.
NOTE 2 For “parallel baffles”, the term “splitters” is also common.
a) Parallel-baffle silencer without transitions
b) Off-set silencer
c) Circular silencer with concentric pod
d) Flexible silencer
e) Silencer with spark arrestor
f) Elbow silencer
NOTE A centreline is only drawn for test objects with a rotationally symmetrical airway cross section.
Figure 1 — Examples of silencers
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4 Symbols
Symbols are listed in Table 1. The meanings of indices used in this International Standard are explained in
Table 2.
Table 1 — Symbols
Symbol Definition Unit Reference
C difference in level between the sound power radiated into the dB 6.4
reverberation room and the average sound pressure level in the
reverberation room
c speed of sound m/s 5.2.2.3, B.3
D propagation loss dB/m Annex F
a
D insertion loss dB 3.1, 6.2, 6.3, A.4
i
D transmission loss dB 3.2, 6.3
t
D transmission loss of open end of test object dB 6.3, 6.4, B.3
td
d diameter of duct m 5.2.2.3, G.1.4
d equivalent diameter m 6.5.2.2.1
e
f frequency Hz B.3
f cut-on frequency of higher-order modes in the duct Hz B.2.2, G.2.2, G.2.3.7
C
f cut-on frequency of higher-order modes in duct with circular cross section Hz 5.2.2.3
Cd
f cut-on frequency of higher-order modes in duct with rectangular cross Hz 5.2.2.3
CH
section
H height (of silencer or model) m 5.2.2.3, Annex E
l minimum length of transition m 5.4.2.3, Figure 7
min
L sound pressure level dB 6.2, 6.3, 6.4
p
L sound power level dB 3.1, 6.4
W
p pressure Pa Figure 6, Table 4,
6.5.2.1, 6.5.2.2.1,
6.5.2.2.2, Figure 9,
6.5.2.2.3
q mass flow rate kg/s 5.4.2.2, 6.5.1
m
q volume flow rate m /s 3.3, Table 3, 6.5.1,
V
6.5.2.1, 6.5.2.2.1,
6.5.2.2.2, Figure 9,
6.5.2.2.3
R specific gas constant for air, R = 287 N◊m/kg◊K N◊m/kg◊K 6.5.2.1, 6.5.2.2.3
r reflection coefficient 1 3.16, 5.4.2.6, Table 5,
B.2.1, B.3, G.2.1,
G.2.3.6
r turning radius m 5.2.2.4.3, Figure 4
t
S cross-sectional area, general m 6.5.2.1, B.3, Annex E
Table 1 — Symbols (continued)
Symbol Definition Unit Reference
S test duct cross-sectional area, inlet m 3.3, Figure 6, Figure 7,
6.5.2.1, 6.5.2.2.2,
6.5.2.2.3
S test duct cross-sectional area, outlet m Figure 7, 6.5.2.1
S test object cross-sectional area m Figure 6
T
s gap width in baffle silencer m Annex E
t baffle thickness m Figure 6, Annex E
b
ν face velocity m/s 3.3, 3.5
f
w width (of silencer or model) m Annex E
∆L difference between maximum and minimum sound pressure levels of a dB B.2.1, G.2.1, G.2.3.6
standing wave in the duct
∆p pressure difference Pa 3.4, 3.5, 6.5.2.1,
6.5.2.2.2, Figure 6
ζ total pressure loss coefficient 1 3.5, 6.5.2.1, 6.5.2.2.2,
6.5.2.2.3, 7.8
θ temperature upstream of test object °C 6.5.2.1, 6.5.2.2.1,
6.5.2.2.3
ρ air density upstream of test object kg/m 3.5, 6.5.1, 6.5.2.2.3
σ standard deviation of reproducibility of insertion loss dB 7.9, Table 7
Ri
σ standard deviation of reproducibility of intensity level dB 7.9, Table 7
RI
σ standard deviation of reproducibility of transmission loss dB 7.9, Table 7
Rt
Ω solid angle of sound radiation at the duct end sr B.3
Table 2 — Indices
Index denotes
a ambient
d dynamic
i insertion
I intensity
n referring to the airflow rate in the middle of the range of interest
R receiving-side equipment
R reproducibility
S sound-source equipment
s static
t transmission
T test object
tot total
I with test object installed
II with test object replaced by substitution duct
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5 Test facilities and requirements for instrumentation
5.1 Purpose and types of test facilities
Different test facilities are specified, depending on the task, as follows.
a) Acoustic testing without airflow is applied to determine the insertion loss of a complete silencer ready for
installation in the test facility, which can be replaced by a substitution duct (or a set of baffles in the
substitution duct which shall have a minimum height of one baffle thickness) when the effect of airflow on
the test result is negligible (e. g. for absorptive silencers with an airway flow velocity of less than 20 m/s).
b) Acoustic testing without airflow is also applied to determine the transmission loss of an air-terminal unit,
which may be mounted inside or outside a reverberation room and may contain a flow-rate controller (an
aerodynamically, electrically or pneumatically actuated damper) and a distribution box with spigots and
dampers.
c) Flow testing is applied to determine the total pressure loss of the test object and the sound power level of
flow noise (or regenerated sound).
d) Dynamic testing with airflow is applied to determine the insertion loss of a complete silencer or a set of
baffles when the effect of airflow on the test result is not negligible (e. g. for certain types of reactive
silencers and for high flow velocities).
Acoustic testing (as compared to dynamic testing) allows for easier connection of the sound source to the test
object and does not require high sound power levels to overcome the level of flow noise (or regenerated
sound). Major requirements for flow and dynamic testing result from the need for a quiet inflow.
5.2 Equipment for acoustic testing of silencers
5.2.1 Equipment sets
The test set-up for acoustic testing comprises (see Figure 2)
the sound source equipment (see 5.2.2),
the test object, and
the receiving-side equipment (see 5.2.4).
Key
1 sound-source equipment
2 test object
3 receiving-side equipment
Figure 2 — Test set-up for acoustic testing (schematic)
5.2.2 Sound-source equipment
5.2.2.1 Components
The sound-source equipment is used to excite a sound field with dominating plane-wave mode in front of the
test object, and shall comprise (see Figure 3)
electronic equipment and a loudspeaker unit (see 5.2.2.2),
a modal filter (see 5.2.2.3), and
a transition element between the loudspeaker and the test object (see 5.2.2.4).
Resonances in the duct in front of the test object shall be avoided (see 5.2.2.5).
Key
1 loudspeaker unit
2 modal filter
3 transition element
r is the reflection coefficient referring to this plane.
S
Figure 3 — Examples of possible sound source arrangements (schematic)
5.2.2.2 Electronic equipment and loudspeaker unit
A random-noise generator and an amplifier shall drive one or more loudspeakers in an acoustically sealed box
(see Figure A.1). Box resonances shall be suppressed by a sound-absorbent lining. Care shall be taken to
ensure that the loudspeaker unit does not transmit unwanted structure-borne sound to the connected duct and
that the transmission of airborne sound through the walls of the box is sufficiently low.
To avoid damage to the loudspeaker unit during flow tests, openings for pressure equalisation shall be
provided.
The sound power produced by this equipment shall be sufficient to ensure that, in the frequency range of
interest and at every measurement point, the sound pressure level is at least 6 dB and preferably 10 dB above
the level of the background noise.
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5.2.2.3 Modal filter
The modal filter is a duct with absorptive or reactive elements providing for a small attenuation of the
fundamental mode and for substantial attenuation of higher-order modes of axial sound propagation. In
addition, the modal filter is employed to decouple the sound source from the test object/substitution duct. For
this purpose, it shall provide a minimum longitudinal attenuation of the fundamental mode of 3 dB at the low-
frequency end and of 5 dB above the cut-on frequency of higher-order modes in the connected ducts.
NOTE 1 For example, a short silencer similar to the test object may be used as a modal filter.
NOTE 2 In a duct of circular cross section, the cut-on frequency for the first higher-order mode is
0,59c
f = (4)
Cd
d
where
c is the speed of sound;
d is the duct diameter.
In a rectangular duct with larger dimension H,
0,5c
f = (5)
CH
H
Tests for determining the longitudinal attenuation are specified in Annex F.
5.2.2.4 Transition element
5.2.2.4.1 General
The transition element shall be rigid to avoid breakout noise transmitted through the duct walls. It may be
positioned either between the loudspeaker and the modal filter or between the modal filter and the test object
(see Figure 3).
To suppress higher-order modes generated in the transition, it should be positioned between the loudspeaker
and the modal filter [see Figure 3a)]. However, consideration shall be given to the fact that the performance of
a modal filter can be limited in any position due to the recombination of partial waves at its end.
5.2.2.4.2 Straight test objects
In addition to the requirements in 5.2.2.4.1, for straight silencers, the transition shall be straight and coaxial.
5.2.2.4.3 Bent test objects
It is generally preferable to use straight transitions as specified in 5.2.2.4.2. In the case of bent test objects,
this implies that the sound source equipment in front of the test object shall be rotated by the angle between
the inlet and outlet axes of the test object [see Figure 4 a)].
If this is not done, two transitions bent by an angle of up to 45° each (elbows) are permitted. The turning
radius r shall not be smaller than the cross-sectional dimension of the duct [see Figure 4 b)].
t
a)
b)
Key
1 sound-source equipment
2 test object
3 receiving-side equipment
Figure 4 — Test set-ups for bent test objects (schematic)
5.2.2.5 Overall performance requirements below the cut-on frequency of higher-order modes
The reflection coefficient, r , of the sound source equipment shall not exceed a value r = 0,3 as seen from
S S
the position of the test object (see Figure 3) when the loudspeaker is switched off. Qualification is verified by
measuring the standing-wave ratio for pure tones in a test duct replacing the test object, which is excited at
the opposite side at frequencies below the cut-on frequency of higher-order modes in the test duct [see B.2
and Equations (4) and (5)].
The sound-source equipment is qualified for one-third-octave bands in which the requirements for the
longitudinal attenuation of the modal filter are met and the maxima of the standing waves exceed the minima
by less than 5 dB in level at the band centre frequencies within the frequency range of interest below the cut-
on frequency of higher-order modes.
5.2.3 Substitution duct
The walls of the substitution duct shall be non-absorbent and designed to avoid breakout of airborne sound
and transmission of structure-borne sound (see Annex C).
The geometry of the substitution duct shall be recorded and reported.
In the case of a complete silencer ready for installation, use the empty housing of the test object as the
substitution duct, if possible and if it fulfils the requirements. If it is not possible to use the empty housing of
the test object, the substitution duct shall be matched in size and shape to its inlet and outlet. Differences in
linear dimensions of less than 5 % are permissible.
The walls of the substitution duct for a straight test object shall be straight and smooth.
If the connection planes of the test object are not parallel (as in an elbow silencer), the substitution duct
section shall be
12 © ISO 2003 — All rights reserved
a) the empty housing of the test object, if possible and if it fulfils the requirements,
b) a smoothly curved bend with as large as possible a curvature radius in the case of a smoothly curved test
object, or
c) an elbow duct section similar in geometry to that of the test object in the case of an elbow silencer.
5.2.4 Receiving-side equipment
5.2.4.1 Objectives, alternative configurations and instrumentation
The receiving-side equipment shall permit sound pressure measurements for determining the insertion loss of
the test object. For this purpose, pronounced interferences at the microphone positions and flanking
transmission of sound shall be avoided. Three alternative configurations may be applied (see Figure 5):
a) a reverberation room and a transmission element connecting the test object to it (see 5.2.4.2);
b) a test duct with anechoic termination (see 5.2.4.3);
c) essentially free-field conditions close to the open end of the test object/substitution duct (see 5.2.4.4).
In addition, any environment complying with ISO 9614-3 is allowed when sound intensity measurements are
carried out (see 5.2.4.5).
For bent test objects, the requirements of 5.2.2.4.3 apply.
5.2.4.2 Reverberation room and transmission element
Measurement in a reverberation room complying with the requirements of ISO 3741 is the preferred method of
acoustic testing. The room shall be qualified at least down to the one-third-octave band centred at 125 Hz.
Reverberation room volumes larger than 300 m³ are permitted. For the purposes of this International Standard,
the measurements in accordance with ISO 3741 may be extended down to the one-third-octave band centred
at 50 Hz.
The transmission element connecting the receiving side of the test object/substitution duct to the reverberation
room may have a constant cross-section or may be fitted with conical elements on either end. For the testing
of reactive silencers, the duct shall be equipped with an absorptive silencer providing an insertion loss of at
least 3 dB in the frequency range below the cut-on frequency of higher-order modes [see Equations (4)
and (5)].
NOTE Reflections that occur at the open end of the duct in a similar way both with and without the test object do not
affect insertion loss measurements in the reverberation room. Reflections at the test object are small for absorptive
silencers. Reflections at the open end of the substitution duct are small when the requirement for the reflection coefficient,
r < 0,3, is met (see 5.2.2.5). With reactive silencers, problems can arise from multiple reflections at both ends of a duct
S
with a constant cross section. These refelections are suppressed when some attenuation is effective in the duct.
5.2.4.3 Test duct with anechoic termination
Measurements inside a test duct on the receiving side are preferred when a reverberation room is not
available.
Key
1 reverberation room
2 test duct with absorbent wedge
3 essentially free field
4 floor
r is the reflection coefficient referring to this plane.
R
Figure 5 — Examples of possible receiving-side arrangements (schematic)
The test duct may be attached to the test object/substitution duct either directly or via a conical transition
element (see Figure 5). The test duct shall have rigid walls and an anechoic termination. The test duct shall be
straight and of either rectangular or circular cross section. Its length shall at least be half the wavelength
corresponding to the centre frequency of the lowest frequency band of the frequency range of interest, and not
less than four times the maximum duct cross dimension. Examples of suitable designs for the anechoic
termination are described in Annex G.
The reflection coefficient, r , of the complete receiving-side system (including, if used, a transition element)
R
shall not exceed the value r = 0,3. Qualify the system by measuring the standing-wave ratio for pure tones in
R
the substitution duct and in the test duct at frequencies below the cut-on frequency of higher-order modes
[see B.2 and Equations (4) and (5)].
The system is qualified for one-third-octave bands in which the maxima of the standing waves exceed the
minima by less than 5 dB in level at the band centre frequencies.
The obstruction caused by the microphone and its fixtures shall not exceed 5 % of the test duct cross-
sectional area. A device shall be available to move the microphone, either stepwise or continuously, along a
straight line inclined with respect to the duct axis and extending over at least one-quarter of the wavelength
corresponding to the centre frequency of the lowest one-third-octave band in the frequency range of interest
(see Figure 8).
14 © ISO 2003 — All rights reserved
5.2.4.4 Essentially free-field conditions
Such conditions at the microphone positions can be assumed when the direct sound from the open end of the
test object or of the substitution duct exceeds the strongest reflection from any nearby surface by at least
10 dB in level for each frequency band within the frequency range of interest. This requirement is met when
the distance from the open end to the reflecting surface is more than twice the distance from the open end to
the microphone.
Measurements under essentially free-field conditions require duct walls of the sound source equipment with a
sufficient sound insulation (or transmission loss). This requirement is met when the limiting insertion loss
obtained with the substitution duct, sealed as described in C.2.2, is at least 10 dB higher than the insertion
loss of the test object for each frequency band within the frequency range of interest.
Possible ways to increase the limiting insertion loss are to mount elastic gaskets before and after the test
object, to line the external duct walls with materials having high internal losses (such as sandwich structures),
or to use heavier duct walls.
Measurements under essentially free-field conditions are not permitted when breakout noise penetrating
through the walls of the test object or environmental noise has a noticeable effect on the sound pressure level
at the microphone positions. This condition is checked by measuring the sound pressure level with and
without the duct behind the test object sealed as described in C.2.2. If the difference in level is less than 10 dB
in any frequency band within the frequency range of interest, free-field measurements are not permissible.
5.2.4.5 Sound intensity measurements
Sound intensity measurements may be useful to distinguish between sound radiated from the open end of the
test object (or of the connected duct) and the breakout sound, or for the suppression of sound transmitted via
flanking paths. The effective level of background noise may be reduced by up to 15 dB.
The selection of measurement positions shall comply with ISO 9614-3.
5.2.4.6 Instrumentation
The instrumentation for sound measurements shall consist at least of the following elements:
a) a microphone;
b) a one-third-octave-band filter complying with IEC 61260;
c) a sound level meter or sound intensity meter.
The instrumentation system, including cables, shall meet the requirements for a Type 1 instrument as
specified in IEC 60651:2001 or, in the case of integrating-averaging sound level meters, the requirements of
IEC 60804:2000.
Equipment for sound intensity measurements shall comply with ISO 9614-3.
5.3 Equipment for acoustic testing of air-terminal units
5.3.1 Sound-source equipment
The sound-source equipment for testing shall be as specified in 5.2.2, except that no modal filter is required. It
shall be mounted outside a reverberation room and connected to the high-pressure side of the test object. If
the test object is mounted inside the reverberation room, that part of the duct connecting the high-pressure
side of the test object to the sound source (outside) shall be acoustically lagged. Spigots and dampers shall
be open during testing.
5.3.2 Receiving-side equipment
The receiving-side equipment comprises a reverberation room complying with the requirements of ISO 3741
and, if the test object is mounted outside the reverberation room, a transmission element connecting the test
object to the reverberation room. This element may be adjusted in shape to openings available in the wall of
the reverberation room as long as its cross-sectional area is kept unchanged. The protrusion of this element
into the reverberation room shall be recorded as described in ISO 5135.
For the instrumentation requirements, see 5.2.4.6.
If the test object can only be attached to the transmission element outside of the reverberation room, a
secondary transmission element (having the same cross-sectional dimensions and/or area as the outlet of the
test object) shall be attached; this secondary transmission element protrudes into the reverberation room.
5.4 Equipment for flow testing
5.4.1 Equipment sets
5.4.1.1 Total pressure loss
NOTE Measurements of the flow rate and pressure loss of air-terminal units are specified in EN 12238, EN 12239
and EN 12589.
The test set-up for measurements of the total pressure loss comprises (see Figure 6)
a fan to produce an airflow without substantial swirl at different flow rates (see 5.4.2.1),
a device for measuring the flow rate (see 5.4.2.2),
the test object/substitution duct (see 5.2.3),
test ducts with aerodynamic transition elements, if needed, on either side of the test object (see 5.4.2.3),
and
a device for measuring the difference in mean static pressure upstream and downstream of the test
object (see 5.4.2.4).
a) Silencers without integrated transitions
16 © ISO 2003 — All rights reserved
b) Silencers with integrated transitions
Key
1 upstream static pressure measurement t is the baffle thickness
b
2 downstream static pressure measurement (either l is the distance between upstream pressure tap and test
in the reverberation room or in the test duct using object, l > 0,5 t
1 b
four static pressure taps connected by a
l is the distance between downstream pressure tap and
piezometric ring)
test object, l > 6 t
2 b
3 manometer
l is the distance between downstream pressure tap and
4a substitution duct test object in case of a test object with diffuser,
lSW 8 −S
31( T )
4b parallel-baffle silencer
4c test object with integrated diffuser S is the test duct cross-sectional area
4d test object with integrated confusor S is the te
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 7235
Deuxième édition
2003-08-01
Acoustique — Modes opératoires de
mesure en laboratoire pour silencieux en
conduit et unités terminales — Perte
d'insertion, bruit d'écoulement et perte de
pression totale
Acoustics — Laboratory measurement procedures for ducted silencers
and air-terminal units — Insertion loss, flow noise and total pressure
loss
Numéro de référence
©
ISO 2003
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Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 2
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles . 7
5 Installations d'essai et appareillage de mesure.9
5.1 But et types d'installations d'essai . 9
5.2 Equipement pour l'essai acoustique des silencieux. 9
5.3 Equipement pour l'essai acoustique des unités terminales. 15
5.4 Equipement pour l'essai d'écoulement .16
5.5 Equipement pour essai dynamique . 21
6 Modes opératoires d'essai . 22
6.1 Généralités. 22
6.2 Perte d'insertion. 22
6.3 Perte de transmission. 24
6.4 Niveau de puissance acoustique du bruit d'écoulement (ou bruit régénéré). 24
6.5 Débit-volume et coefficient de perte de pression. 25
7 Informations à consigner . 29
7.1 Description de l'objet en essai . 29
7.2 Appareillage. 29
7.3 Source sonore . 29
7.4 Conduits de mesurage, de substitution et éléments de transmission. 30
7.5 Pièces de raccordement. 30
7.6 Terminaison anéchoïque. 30
7.7 Salle réverbérante . 30
7.8 Résultats de l'essai acoustique. 30
7.9 Incertitude de mesure. 31
8 Informations à fournir dans le rapport d'essai . 31
Annexe A (normative) Conception du dispositif d'excitation du champ acoustique et essais de
qualification . 32
Annexe B (normative) Élément de transmission . 34
Annexe C (normative) Parois du conduit et perte limite d'insertion . 37
Annexe D (normative) Conversion des valeurs d'atténuation en bande de tiers d'octave en
valeurs d'atténuation en bande d'octave. 40
Annexe E (normative) Mesurages sur des silencieux de grande taille à baffles parallèles. 41
Annexe F (normative) Essai relatif à l'atténuation longitudinale .44
Annexe G (informative) Terminaisons anéchoïques. 45
Annexe H (informative) Exemples de dispositifs de mesure . 47
Bibliographie . 49
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 7235 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 43, Acoustique, sous-comité SC 1, Bruit.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 7235:1991), dont elle constitue une
révision technique.
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Introduction
La présente Norme internationale prescrit la méthode par substitution pour déterminer la perte d'insertion des
silencieux en conduit et une méthode pour déterminer la perte de transmission des unités terminales.
Selon la méthode par substitution, le niveau de pression acoustique de l'onde transmise est d'abord
déterminé pour l'objet en essai, puis lorsque ce dernier est remplacé par le conduit de substitution. Le niveau
de pression acoustique de l'onde transmise peut être mesuré
dans une salle réverbérante,
dans un conduit de mesurage après le silencieux, ou
dans des conditions approchant celles du champ libre.
Les méthodes sont énumérées par ordre de préférence.
La performance acoustique des silencieux dépend de la composition modale du champ acoustique côté
entrée et des réflexions côté sortie, de la transmission latérale et des différences de niveau entre les signaux
et le bruit d'écoulement (ou bruit régénéré).
La présente Norme internationale décrit des configurations côté entrée fournissant un mode fondamental
prédominant qui subit l'atténuation la plus faible. Côté sortie, elle décrit des terminaisons anéchoïques et des
modes opératoires de mesure insensibles aux réflexions ou permettant des corrections spécifiées. En outre,
la présente Norme internationale fournit des lignes directrices sur la suppression de la transmission latérale et
des signaux de bruit.
La perte de transmission d'une unité terminale est déterminée à partir des résultats de mesurage en salle
réverbérante et des coefficients de réflexion théoriques d'un conduit de substitution.
La valeur de la perte d'insertion d'un silencieux est généralement affectée par l'écoulement d'air. La perte
d'insertion doit donc être, de préférence, mesurée avec un flux d'air surimposé si l'on doit utiliser le silencieux
dans des conduits avec une vitesse d'écoulement élevée.
Dans le cas de silencieux absorbants pour lesquels la vitesse d'écoulement interne maximale n'atteint pas
20 m/s, l'écoulement aura peu d'effet sur la perte d'insertion. En pratique, les répartitions de débit ne seront
pas uniformes. Par conséquent, la vitesse limite de 20 m/s peut correspondre à une vitesse de conception de
10 m/s à 15 m/s.
Un écoulement d'air à travers un silencieux régénère le bruit. Ce bruit d'écoulement (ou bruit régénéré) donne
la valeur inférieure du niveau de pression acoustique que l'on peut obtenir après le silencieux. Par
conséquent, il faut connaître le niveau de puissance acoustique du bruit d'écoulement (ou bruit régénéré) à
l'arrière du silencieux. Sa détermination s'effectue de préférence dans une salle réverbérante reliée à l'objet
par un élément de transmission.
Conformément à la présente Norme internationale, la perte de pression totale du silencieux à utiliser avec
écoulement doit être déterminée. Par conséquent, il est utile d'équiper l'installation d'essai des instruments et
des dispositifs nécessaires à la détermination de la perte de pression totale.
NORME INTERNATIONALE ISO 7235:2003(F)
Acoustique — Modes opératoires de mesure en laboratoire
pour silencieux en conduit et unités terminales — Perte
d'insertion, bruit d'écoulement et perte de pression totale
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale prescrit les méthodes pour déterminer
la perte d'insertion de silencieux en conduit en présence et en l'absence d'écoulement d'air, par bande de
fréquences,
le niveau de puissance acoustique du bruit d'écoulement (ou bruit régénéré) généré par des silencieux en
conduit, par bande de fréquences,
la perte de pression totale du silencieux avec écoulement d'air, et
la perte de transmission des unités terminales, par bande de fréquences.
Les modes opératoires de mesure sont destinés aux mesurages en laboratoire, à température ambiante. Les
mesurages sur des silencieux in situ sont spécifiés dans l'ISO 11820.
Il convient de noter que les résultats obtenus en laboratoire conformément à la présente Norme internationale
ne seront pas nécessairement identiques à ceux obtenus in situ (installation), étant donné que différents
champs acoustiques et champs de propagation donneront des résultats différents. La perte de pression sera,
par exemple, inférieure dans les conditions de laboratoire à celle obtenue in situ mais sera comparable entre
différents laboratoires.
La présente Norme internationale s'applique à tout type de silencieux, y compris les silencieux pour
ventilateurs et systèmes de conditionnement d'air, épuration des fumées et applications similaires. Il est
également possible de soumettre à l'essai selon la présente Norme internationale d'autres dispositifs passifs
de traitement de l'air, tels que des coudes, des unités terminales ou des raccords en T.
La présente Norme internationale ne s'applique pas aux silencieux réactifs utilisés pour les véhicules à
moteur.
NOTE 1 L'Annexe A spécifie la conception d'un dispositif d'excitation du champ acoustique. L'Annexe B spécifie les
exigences relatives à un élément de transmission. L'Annexe C donne des détalis des parois du conduit et de la perte limite
d'insertion. L'Annexe D spécifie la conversion des valeurs d'atténuation en bande de tiers d'octave en valeurs
d'atténuation en bande d'octave. L'Annexe E spécifie les exigences relatives aux mesurages sur des silencieux de grande
taille à baffles parallèles. L'Annexe F spécifie un essai relatif à l'atténuation longitudinale. L'Annexe G donne des lignes
directrices relatives aux terminaisons anéchoïques et l'Annexe H montre des exemples de dispositifs de mesure.
NOTE 2 Il convient d'effectuer l'essai acoustique des bouches d'air et des ventilo-convecteurs de la même manière
que pour les unités terminales.
NOTE 3 Les mesurages de la puissance acoustique effectués sur des unités terminales sont spécifiés dans l'ISO 5135.
Les mesurages de la perte de pression des unités terminales sont décrits dans les EN 12238, EN 12239 et EN 12589.
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 3741:1999, Acoustique ― Détermination des niveaux de puissance acoustique émis par les sources de
bruit à partir de la pression acoustique ― Méthodes de laboratoire en salles réverbérantes
ISO 3746, Acoustique ― Détermination des niveaux de puissance acoustique émis par les sources de bruit à
partir de la pression acoustique ― Méthode de contrôle employant une surface de mesure enveloppante au-
dessus d'un plan réfléchissant
ISO 5167-1, Mesure de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des conduites en
charge de section circulaire — Partie 1: Principes généraux et exigences générales
ISO 5221, Distribution et diffusion d'air ― Règles pour la technique de mesure du débit d'air dans un conduit
aéraulique
ISO 9614-3, Acoustique ― Détermination par intensimétrie des niveaux de puissance acoustique émis par les
sources de bruit ― Partie 3: Méthode de précision pour mesurage par balayage
CEI 60651:2001, Sonomètres
CEI 60804:2000, Sonomètres intégrateurs-moyenneurs
CEI 60942:1997, Électroacoustique ― Calibreurs acoustiques
CEI 61260, Électroacoustique ― Filtres de bande d'octave et de bande d'une fraction d'octave
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
perte d'insertion
D
i
〈de l'objet en essai〉 réduction du niveau de puissance acoustique dans le conduit derrière l'objet en essai,
causée par l'insertion de l'objet en essai dans le conduit à la place d'un conduit de substitution, donnée par
l'équation
D=−LL (1)
i
WWII I
où
L est le niveau de puissance acoustique dans la bande de fréquences considérée, dans le conduit
WI
de mesurage ou dans la salle réverbérante connectée, lorsque l'objet en essai est installé;
L est le niveau de puissance acoustique dans la bande de fréquences considérée, dans le conduit
WII
de mesurage ou dans la salle réverbérante connectée, lorsque le conduit de substitution remplace
l'objet en essai.
NOTE 1 La perte d'insertion est exprimée en décibels (dB).
NOTE 2 Dans le cadre des mesurages effectués conformément à la présente Norme internationale, la perte d'insertion
d'un silencieux est égale à sa perte de transmission.
2 © ISO 2003 — Tous droits réservés
3.2
perte de transmission
D
t
〈d'une unité terminale〉 différence entre le niveau de la puissance acoustique incidente et le niveau de la
puissance acoustique transmise à travers l'objet en essai
NOTE 1 La perte de transmission est exprimée en décibels (dB).
NOTE 2 Adapté de l'ISO 11820:1996.
3.3
vitesse frontale
v
f
vitesse à l'avant de l'objet en essai
q
V
v = (2)
f
S
où
q est le débit-volume, en mètres cubes par seconde (m /s);
V
S est l'aire de la section droite d'entrée (ou frontale) de l'objet en essai, en mètres carrés (m ).
NOTE La vitesse frontale est exprimée en mètres par seconde (m/s).
3.4
perte de pression totale
∆p
t
〈de l'objet en essai〉 différence des pressions totales en amont et en aval de l'objet en essai
NOTE La perte de pression totale est exprimée en pascals (Pa).
3.5
coefficient de perte de pression totale
ζ
perte de pression totale divisée par la pression cinétique en amont de l'objet en essai, donnée par la formule
∆p
t
ζ = (3)
ρ v
1f
où
∆p est la perte de pression totale, en pascals (Pa);
t
ρ est la masse volumique de l'air en amont du silencieux, en kilogrammes par mètre cube (kg/m );
v est la vitesse frontale, en mètres par seconde (m/s) (voir 3.3).
f
3.6
à l'avant
indication de la position par rapport à la direction de propagation du signal acoustique à mesurer,
correspondant au «côté source»
3.7
à l'arrière
indication de la position par rapport à la direction de propagation du signal acoustique à mesurer,
correspondant au «côté réception»
3.8
conduit de mesurage
conduit rectiligne, à parois dures, de section uniforme, situé à l'avant et à l'arrière de l'objet en essai
3.9
pièce de raccordement
élément de conduit qui raccorde deux conduits de sections différentes
NOTE On considère que les pièces de raccordement qui accompagnent un silencieux livré par le
fabricant/fournisseur font partie de l'objet en essai.
3.10
terminaison anéchoïque
dispositif conçu pour réduire les réflexions acoustiques côté réception du conduit de mesurage
3.11
élément de transmission
raccord entre le conduit de mesurage à l'arrière de l'objet en essai et la salle réverbérante, transmettant une
partie de l'énergie acoustique du conduit vers la salle
3.12
conduit de substitution
élément de conduit rigide, non absorbant et ayant la même longueur et les mêmes sections de raccordement
que l'objet en essai
3.13
salle réverbérante
salle d'essai conforme aux exigences de l'ISO 3741
[ISO 3741:1999]
3.14
bruit régénéré
bruit d'écoulement
bruit engendré par les conditions d'écoulement dans l'objet en essai
NOTE Adapté de l'ISO 14163:1998.
3.15
niveau de bruit de fond
niveau de pression acoustique indiqué par l'appareillage de mesure quand les mesurages sont effectués
conduit de substitution en place, haut-parleur éteint
NOTE 1 Le niveau de bruit de fond est exprimé en décibels (dB).
NOTE 2 Adapté de l'ISO 11200:1995.
NOTE 3 Les principaux éléments qui constituent le bruit de fond sont:
le bruit d'écoulement produit par le ventilateur;
le bruit d'écoulement généré au niveau du microphone;
le bruit d'écoulement produit par le système de conduits;
4 © ISO 2003 — Tous droits réservés
le bruit solidien émis par le ventilateur, se propageant le long des parois du conduit jusqu'à la position de mesurage;
le bruit aérien rayonné par le ventilateur ou par le système de haut-parleurs dans la salle d'essai et parvenant au
microphone au travers des parois du conduit;
le bruit électrique de l'appareillage de mesure.
NOTE 4 La transmission latérale du bruit issu du haut-parleur ou du bruit d'écoulement généré par l'objet en essai ne
fait pas partie du bruit de fond mais détermine la perte limite d'insertion.
3.16
coefficient de réflexion
r
rapport de l'amplitude de la pression acoustique de l'onde réfléchie à l'amplitude de pression acoustique de
l'onde incidente sur l'objet réfléchissant
NOTE Adapté de l'ISO 5136:1990.
3.17
domaine de fréquences représentatif
bandes de tiers d'octave de fréquences médianes comprises entre 50 Hz et 10 000 Hz
NOTE Pour certaines applications, il peut être suffisant d'effectuer les mesurages dans le domaine de fréquences de
100 Hz à 5 000 Hz.
3.18
perte limite d'insertion
perte d'insertion maximale qui peut être mesurée sans écoulement dans une installation d'essai donnée
NOTE 1 La perte limite d'insertion est exprimée en décibels (dB).
NOTE 2 Elle est généralement déterminée par la transmission latérale le long des parois du conduit.
3.19
objet en essai
silencieux complet, livré par le fabricant/fournisseur, un ou plusieurs baffles parallèles installés dans un
conduit de substitution, ou une unité terminale, prêt à être installé sur le dispositif d'essai, comprenant un
boîtier et des ouvertures d'entrée et de sortie à connecter aux conduits
NOTE 1 La Figure 1 et l'Annexe E donnent des exemples de silencieux. L'Article 1 énumère d'autres éléments
auxquels s'applique la méthode de la présente Norme internationale.
NOTE 2 On utilise également le terme «séparateurs» pour «baffles parallèles».
a) Silencieux à baffles parallèles sans pièces de raccordement
b) Silencieux à décalage
c) Silencieux circulaire avec caisse concentrique
d) Silencieux flexible
e) Silencieux à pare-étincelles
f) Silencieux coudé
NOTE Un axe est tracé uniquement pour les objets en essai présentant une section à symétrie de révolution.
Figure 1 — Exemples de silencieux
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4 Symboles
Les symboles sont énumérés dans le Tableau 1. La signification des indices utilisés dans la présente Norme
internationale est incluse dans le Tableau 2.
Tableau 1 — Symboles
Symbole Définition Unité Référence
C Différence de niveau entre la puissance acoustique rayonnée dans la salle dB 6.4
réverbérante et le niveau de pression acoustique moyen dans la salle
réverbérante
c Vitesse du son m/s 5.2.2.3, B.3
D Perte de propagation dB/m Annexe F
a
D Perte d'insertion dB 3.1, 6.2, 6.3, A.4
i
D Perte de transmission dB 3.2, 6.3
t
D Perte de transmission de l'extrémité ouverte de l'objet en essai dB 6.3, 6.4, B.3
td
d Diamètre du conduit m 5.2.2.3, G.1.4
d Diamètre équivalent m 6.5.2.2.1
e
f Fréquence Hz B.3
f Fréquence de coupure des modes d'ordre supérieur dans le conduit Hz B.2.2, G.2.2,
C
G.2.3.7
f Fréquence de coupure des modes d'ordre supérieur dans le conduit de Hz 5.2.2.3
Cd
section circulaire
f Fréquence de coupure des modes d'ordre supérieur dans le conduit de Hz 5.2.2.3
CH
section rectangulaire
H Hauteur (du silencieux ou de la maquette) m 5.2.2.3, Annexe E
l Longueur minimum de la pièce de raccordement m 5.4.2.3, Figure 7
min
L Niveau de pression acoustique dB 6.2, 6.3, 6.4
p
L Niveau de puissance acoustique dB 3.1, 6.4
W
p Pression Pa Figure 6,
Tableau 4, 6.5.2.1,
6.5.2.2.1, 6.5.2.2.2,
Figure 9, 6.5.2.2.3
q Débit-masse kg/s 5.4.2.2, 6.5.1
m
q Débit-volume m /s 3.3, Tableau 3,
V
6.5.1, 6.5.2.1,
6.5.2.2.1, 6.5.2.2.2,
Figure 9, 6.5.2.2.3
R Constante spécifique des gaz pour l’air, R = 287 Nm/kg·K N⋅m/kg·K 6.5.2.1, 6.5.2.2.3
r Coefficient de réflexion sans 3.16, 5.4.2.6,
dimension Tableau 5, B.2.1,
B.3, G.2.1, G.2.3.6
r Rayon de giration m 5.2.2.4.3, Figure 4
t
S Aire de la section droite, général m 6.5.2.1, B.3,
Annexe E
Tableau 1 (suite)
Symbole Définition Unité Référence
S Aire de la section droite du conduit de mesurage, entrée m 3.3, Figure 6,
Figure 7, 6.5.2.1,
6.5.2.2.2, 6.5.2.2.3
S Aire de la section droite du conduit de mesurage, sortie m Figure 7, 6.5.2.1
S Aire de la section droite de l'objet en essai m Figure 6
T
s Largeur de voie pour le silencieux à baffles m Annexe E
t Épaisseur de baffle m Figure 6, Annexe E
b
v Vitesse frontale m/s 3.3, 3.5
f
w Largeur (du silencieux ou de la maquette) m Annexe E
∆L Différence entre les niveaux de pression acoustique maximaux et minimaux dB B.2.1, G.2.1,
d'une onde stationnaire dans le conduit G.2.3.6
∆p Différence de pression Pa 3.4, 3.5, 6.5.2.1,
6.5.2.2.2, Figure 6
ζ Coefficient de perte de pression totale sans 3.5, 6.5.2.1,
dimension 6.5.2.2.2, 6.5.2.2.3,
7.8
θ Température en amont de l'objet en essai °C 6.5.2.1, 6.5.2.2.1,
6.5.2.2.3
ρ Masse volumique de l'air en amont de l'objet en essai kg/m 3.5, 6.5.1, 6.5.2.2.3
σ Écart-type de reproductibilité de la perte d'insertion dB 7.9, Tableau 7
Ri
σ Écart-type de reproductibilité du niveau d'intensité dB 7.9, Tableau 7
RI
σ Écart-type de reproductibilité de la perte de transmission dB 7.9, Tableau 7
Rt
Ω Angle solide du rayonnement acoustique à l'extrémité du conduit sr B.3
Tableau 2 — Indices
Indice Signification
a Ambiant
d Dynamique
i Insertion
I Intensité
n Relatif au débit d'air au milieu de la plage concernée
R Équipement côté réception
R Reproductibilité
S Source sonore
s Statique
t Transmission
T Objet en essai
tot Total
I Lorsque l'objet en essai est installé
II Lorsque l'objet en essai est remplacé par le conduit de substitution
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5 Installations d'essai et appareillage de mesure
5.1 But et types d'installations d'essai
Différentes installations d'essai sont spécifiées en fonction de la tâche à effectuer, comme suit.
a) L'essai acoustique sans écoulement d'air est effectué pour déterminer la perte d'insertion d'un silencieux
complet, prêt à être monté dans l'installation d'essai et susceptible d'être remplacé par un conduit de
substitution (ou par une série de baffles insérés dans ce conduit et dont la hauteur minimale doit être
égale à l'épaisseur d'un baffle), lorsque l'effet de l'écoulement d'air sur le résultat d'essai est négligeable
(par exemple pour les silencieux absorbants avec une vitesse d'écoulement inférieure à 20 m/s).
b) L'essai acoustique sans écoulement d'air est également effectué pour déterminer la perte de
transmission d'une unité terminale qui peut être placée à l'intérieur ou à l'extérieur d'une salle
réverbérante et peut contenir un régulateur de débit (un registre à commande aérodynamique, électrique
ou pneumatique) et une boîte de distribution avec robinets et clapets.
c) L'essai d'écoulement est effectué pour déterminer la perte de pression totale de l'objet en essai et le
niveau de puissance acoustique du bruit d'écoulement (ou bruit régénéré).
d) L'essai dynamique avec écoulement d'air est effectué pour déterminer la perte d'insertion d'un silencieux
complet ou d'une série de baffles lorsque l'effet de l'écoulement d'air sur le résultat d'essai est non
négligeable (par exemple pour certains types de silencieux réactifs et pour des vitesses d'écoulement
élevées).
L'essai acoustique (par rapport à l'essai dynamique) permet un raccordement plus aisé de la source sonore à
l'objet en essai et ne nécessite pas des niveaux de puissance acoustique élevés pour compenser le niveau du
bruit d'écoulement (ou bruit régénéré). La nécessité d'un flux entrant silencieux est à l'origine des exigences
principales relatives à l'essai d'écoulement.
5.2 Equipement pour l'essai acoustique des silencieux
5.2.1 Équipement
L'installation d'essai acoustique se compose des éléments suivants (voir Figure 2):
la source sonore (voir 5.2.2);
l'objet en essai; et
l'équipement côté réception (voir 5.2.4).
Légende
1 source sonore
2 objet en essai
3 équipement côté réception
Figure 2 — Installation d'essai acoustique (schématique)
5.2.2 Source sonore
5.2.2.1 Composants
La source sonore doit exciter un champ acoustique en mode d'onde plane dominant à l'avant de l'objet en
essai et doit être constituée des éléments suivants (voir Figure 3):
un équipement électronique et une enceinte acoustique (voir 5.2.2.2);
un filtre modal (voir 5.2.2.3); et
une pièce de raccordement entre le haut-parleur et l'objet en essai (voir 5.2.2.4).
Les résonances dans le conduit à l'avant de l'objet en essai doivent être évitées (voir 5.2.2.5).
Légende
1 enceinte acoustique
2 filtre modal
3 pièce de raccordement
r est le coefficient de réflexion se rapportant à ce plan
S
Figure 3 — Exemples de configurations de source sonore (schématique)
5.2.2.2 Équipement électronique et enceinte acoustique
Un générateur de bruit aléatoire et un amplificateur doivent commander un ou plusieurs haut-parleurs dans
une enceinte close (voir Figure A.1). Les résonances de l'enceinte doivent être supprimées au moyen d'un
revêtement absorbant. Il faut veiller à ce que l'enceinte acoustique ne transmette pas de bruit solidien
indésirable au conduit connecté et à ce que la transmission de son aérien à travers les parois de l'enceinte
soit suffisamment faible.
Pour éviter que l'enceinte acoustique subisse des dommages durant les essais d'écoulement, des orifices de
compensation de pression doivent être prévus.
Ce système doit émettre une puissance acoustique suffisante pour que, dans le domaine de fréquences
représentatif et en tout point de mesurage, le niveau de pression acoustique soit au moins supérieur de 6 dB,
et de préférence de 10 dB, au niveau du bruit de fond.
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5.2.2.3 Filtre modal
Le filtre modal est un conduit doté d'éléments absorbants ou réactifs qui fournit une faible atténuation du
mode fondamental et une atténuation substantielle des modes d'ordre supérieur de la propagation acoustique
axiale. En outre, le filtre modal est utilisé pour découpler la source sonore et l'objet en essai/le conduit de
substitution. À cette fin, il doit fournir une atténuation longitudinale minimum du mode fondamental de 3 dB à
l'extrémité basse fréquence et de 5 dB au-dessus de la fréquence de coupure des modes d'ordre supérieur
dans les conduits connectés.
NOTE 1 Un silencieux court analogue à l'objet en essai peut, par exemple, être utilisé comme filtre modal.
NOTE 2 Dans un conduit de section circulaire, la fréquence de coupure pour le premier mode d'ordre supérieur est
0,59c
f = (4)
Cd
d
où
c est la vitesse du son;
d est le diamètre du conduit.
Dans un conduit rectangulaire dont la plus grande dimension est H,
0,5c
f = (5)
CH
H
Les essais permettant de déterminer l'atténuation longitudinale sont spécifiés à l'Annexe F.
5.2.2.4 Pièce de raccordement
5.2.2.4.1 Généralités
La pièce de raccordement doit être rigide afin d'éviter l'apparition de bruit transmis à travers les parois du
conduit. Elle peut être positionnée entre le haut-parleur et le filtre modal ou entre le filtre modal et l'objet en
essai (voir Figure 3).
Afin de supprimer les modes d'ordre supérieur générés au niveau du raccordement, il convient de placer la
pièce entre le haut-parleur et le filtre modal [voir Figure 3 a)]. Toutefois, il faut noter que la performance d'un
filtre modal peut être limitée, en toute position, à cause de la recombinaison d'ondes partielles à son extrémité.
5.2.2.4.2 Objets en essai rectilignes
Outre les exigences définies au 5.2.2.4.1, pour les silencieux rectilignes, la pièce de raccordement doit être
rectiligne et coaxiale.
5.2.2.4.3 Objets en essai coudés
Il est généralement préférable d'utiliser des pièces de raccordement rectilignes, telles que spécifiées en
5.2.2.4.2. Dans le cas d'objets en essai coudés, la source sonore devant l'objet en essai doit faire l'objet d'une
rotation, selon l'angle défini entre les axes d'entrée et de sortie de l'objet en essai [voir Figure 4 a)].
Si cette rotation n'est pas effectuée, deux pièces de raccordement coudées chacune selon un angle de 45°
maximum (coudes) sont permises. Le rayon de giration r ne doit pas être inférieur à la dimension de la
t
section du conduit [voir Figure 4 b)].
a)
b)
Légende
1 source sonore
2 objet en essai
3 équipement côté réception
Figure 4 — Installations d'essai pour objets d'essai coudés (schématique)
5.2.2.5 Exigences de performance globales au-dessous de la fréquence de coupure des modes
d'ordre supérieur
Le coefficient de réflexion, r , de la source sonore ne doit pas dépasser une valeur r = 0,3 par rapport à la
S S
position de l'objet en essai (voir Figure 3) lorsque le haut-parleur est éteint. Cette qualification est vérifiée en
mesurant le rapport d'onde stationnaire des sons purs dans un conduit de mesurage remplaçant l'objet en
essai, excité côté opposé à des fréquences inférieures à la fréquence de coupure des modes d'ordre
supérieur dans le conduit de mesurage [voir B.2 et Équations (4) et (5)].
La source sonore est qualifiée pour les bandes de tiers d'octave pour lesquelles les exigences relatives à
l'atténuation longitudinale du filtre modal sont respectées et le maxima des ondes stationnaires dépasse en
niveau le minima de moins de 5 dB, dans les fréquences médianes du domaine de fréquences représentatif
au-dessous de la fréquence de coupure des modes d'ordre supérieur.
5.2.3 Conduit de substitution
Les parois du conduit de substitution doivent être non absorbantes et conçues pour éviter l'apparition de bruit
aérien et la transmission de bruit solidien (voir Annexe C).
La géométrie du conduit de substitution doit être indiquée dans le rapport d'essai.
Dans le cas d'un silencieux complet prêt à être installé, utilisez, si possible et si les exigences sont respectées,
le boîtier vide de l'objet en essai en tant que conduit de substitution. S'il n'est pas possible d'utiliser le boîtier
vide de l'objet en essai, le conduit de substitution doit correspondre en taille et en forme à son entrée et sa
sortie. Des différences de moins de 5 % dans les dimensions linéaires sont admises.
Les parois du conduit de substitution pour un objet en essai rectiligne doivent être rectilignes et lisses.
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Si les plans de raccord de l'objet en essai ne sont pas parallèles (comme dans un silencieux coudé), la
section du conduit de substitution doit être
a) le boîtier vide de l'objet en essai, si possible et si les exigences sont respectées,
b) un conduit légèrement incurvé avec un rayon de courbure aussi important que possible, dans le cas d'un
objet en essai légèrement incurvé, ou
c) une section de conduit coudé similaire en géométrie à celle de l'objet en essai, dans le cas d'un
silencieux coudé.
5.2.4 Équipement côté réception
5.2.4.1 Objectifs, options de configuration et appareillage
L'équipement côté réception doit permettre des mesurages de la pression acoustique pour déterminer la perte
d'insertion de l'objet en essai. Dans ce but, il faut éviter les interférences prononcées aux positions de
microphone et la transmission latérale du son. Trois options de configuration sont possibles (voir Figure 5):
a) une salle réverbérante et un élément de transmission raccordant l'objet en essai à cette dernière
(voir 5.2.4.2);
b) un conduit de mesurage avec une terminaison anéchoïque (voir 5.2.4.3);
c) des conditions approchant celles du champ libre, à proximité de l'extrémité ouverte de l'objet en essai/du
conduit de substitution (voir 5.2.4.4).
En outre, tout environnement conforme à l'ISO 9614-3 est autorisé lors des mesurages de l'intensité
acoustique (voir 5.2.4.5).
Pour les objets en essai coudés, les exigences du paragraphe 5.2.2.4.3 s'appliquent.
5.2.4.2 Salle réverbérante et élément de transmission
Le mesurage dans une salle réverbérante conforme aux exigences de l'ISO 3741 représente la méthode
privilégiée d'essai acoustique. La salle doit être qualifiée au moins jusqu'à la bande de tiers d'octave centrée
sur 125 Hz. Les volumes de salle supérieurs à 300 m sont permis. Pour les besoins de la présente Norme
internationale, il est possible d'étendre les mesurages effectués conformément à l'ISO 3741 à la bande de
tiers d'octave centrée sur 50 Hz.
L'élément de transmission qui raccorde le côté réception de l'objet en essai/du conduit de substitution à la
salle réverbérante peut présenter une section constante ou être équipé d'éléments coniques à l'une ou l'autre
extrémité. En ce qui concerne l'essai de silencieux réactifs, le conduit doit être équipé d'un silencieux
absorbant qui fournit une perte d'insertion de 3 dB au moins dans le domaine de fréquences au-dessous de la
fréquence de coupure des modes d'ordre supérieur [voir Équations (4) et (5)].
NOTE Les réflexions qui apparaissent à l'extrémité ouverte du conduit, de façon similaire à la fois avec et sans l'objet
en essai, n'affectent pas les mesurages de la perte d'insertion dans la salle réverbérante. Les réflexions au niveau de
l'objet en essai sont réduites pour les silencieux absorbants. Les réflexions à l'extrémité ouverte du conduit de substitution
sont réduites lorsque l'exigence relative au coefficient de réflexion, r < 0,3, est respectée (voir 5.2.2.5). Il est possible que
S
des problèmes apparaissent avec les silencieux réactifs à cause de réflexions multiples aux deux extrémités d'un conduit
à section constante. Ces problèmes disparaissent lors d'une atténuation effective dans le conduit.
5.2.4.3 Conduit de mesurage avec terminaison anéchoïque
Lorsqu'une salle réverbérante n'est pas disponible, les mesurages effectués à l'intérieur d'un conduit de
mesurage côté réception sont privilégiés.
Légende
1 salle réverbérante
2 conduit de mesurage comportant un cône absorbant
3 conditions approchant celles du champ libre
4 plancher
r est le coefficient de réflexion se rapportant à ce plan
R
Figure 5 — Exemples de configuration côté réception (schématique)
Le conduit de mesurage peut être relié à l'objet en essai/au conduit de substitution directement ou via une
pièce de raccordement conique (voir Figure 5). Le conduit de mesurage doit présenter des parois rigides et
une terminaison anéchoïque. Le conduit de mesurage doit être rectiligne et de section rectangulaire ou
circulaire. Sa longueur doit être au moins égale à la moitié de la longueur d'onde de la fréquence médiane de
tiers d'octave la plus basse du domaine de fréquences représentatif et ne doit pas être inférieure à quatre fois
la dimension transversale maximale du conduit. L'Annexe G décrit des exemples de conception adéquats
pour la terminaison anéchoïque.
Le coefficient de réflexion, r , du système complet côté réception — y compris, le cas échéant, une pièce de
R
raccordement — ne doit pas dépasser la valeur r = 0,3. Le système doit être qualifié en mesurant le rapport
R
d'onde stationnaire pour les sons purs dans le conduit de substitution et dans le conduit de mesurage à des
fréquences au-dessous de la fréquence de coupure des modes d'ordre supérieur [voir B.2 et Équations (4)
et (5)].
Le système est qualifié pour les bandes de tiers d'octave dans lesquelles les maxima des ondes stationnaires
dépassent en niveau les minima de moins de 5 dB aux fréquences médianes.
L'obstruction engendrée par le microphone et son montage ne doit pas dépasser 5 % de la section du conduit
de mesurage. Un dispositif doit être prévu pour déplacer le microphone, progressivement ou de façon
continue, le long d'une ligne droite inclinée par rapport à l'axe du conduit et s'étendant sur au moins un quart
de la longueur d'onde correspondant à la fréquence médiane de la bande de tiers d'octave la plus basse dans
le domaine de fréquences représentatif (voir Figure 8).
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5.2.4.4 Conditions approchant celles du champ libre
Ces conditions, aux positions de microphone, peuvent être supposées réunies lorsque le son direct issu de
l'extrémité ouverte de l'objet en essai ou du conduit de substitution dépasse le niveau de la réflexion la plus
forte, issue d'une surface avoisinante, de 10 dB au moins pour chaque bande de fréquence du domaine de
fréquences représentatif. Cette exigence est respectée lorsque la distance entre l'extrémité ouverte et la
surface réfléchissante représente plus du double de la distance entre l'extrémité ouverte et le microphone.
Les mesurages effectués dans des conditions approchant celles du champ libre impliquent que les parois de
conduit de la source sonore présentent une isolation acoustique suffisante (ou perte de transmission). Cette
exigence est respectée lorsque la perte limite d'insertion obtenue avec le conduit de substitution scellé, selon
la description de C.2.2, est supérieure au moins de 10 dB à la perte d'insertion de l'objet en essai pour
chaque bande de fréquence du domaine de fréquences représentatif.
Il est possible d'augmenter la perte limite d'insertion en montant des joints élastiques avant et après l'objet en
essai, de revêtir les parois externes du conduit de matériaux présentant des pertes internes élevées, tels que
des structures sandwich, ou d'utiliser des parois de conduit plus lourdes.
Les mesurages dans des conditions approchant celles du champ libre ne sont pas permis lorsque le bruit qui
pénètre par les parois de l'objet en essai ou le bruit ambiant a un effet notable sur le niveau de pression
acoustique aux positions de microphone. Cette condition est vérifiée en mesurant le niveau de pression
acoustique avec et sans le conduit à l'arrière de l'objet en essai scellé, selon la description de C.2.2. Si la
différence de niveau est inférieure
...
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