我國噪聲與振動(dòng)控制工程學(xué)的發(fā)展環(huán)境探討

姜鵬明

(北京綠創(chuàng)聲學(xué)工程股份有限公司，北京 100080)

我國噪聲與振動(dòng)控制工程學(xué)的發(fā)展環(huán)境探討

姜鵬明

(北京綠創(chuàng)聲學(xué)工程股份有限公司，北京 100080)

論述了我國聲環(huán)境的現(xiàn)狀，分析了我國噪聲與振動(dòng)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀與前景；提出了噪聲與振動(dòng)控制（NVC）工程的服務(wù)業(yè)本質(zhì)，并指出NVC工程學(xué)的任務(wù)和發(fā)展趨勢，最后，就NVC工程學(xué)在我國發(fā)展的市場環(huán)境、政策環(huán)境、體制環(huán)境做了探討和分析。

噪聲與振動(dòng)控制;聲環(huán)境;標(biāo)準(zhǔn);市場;體制

1 我國聲環(huán)境現(xiàn)狀

在我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，工業(yè)化、城市化的進(jìn)程中，由于對聲環(huán)境的建設(shè)處于零散、隨機(jī)的自發(fā)控制狀態(tài)，聲環(huán)境質(zhì)量有不斷惡化的趨勢，噪聲源數(shù)量暴漲，主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）流動(dòng)噪聲源

目前國內(nèi)的機(jī)動(dòng)車保有量約1.86億輛，位居世界第二；內(nèi)陸江河湖還有大量的機(jī)動(dòng)船；航空客運(yùn)超過1億人/年，貨運(yùn)100億噸公里/年；鐵路、城鐵超過8萬公里。流動(dòng)噪聲源不可小視。

（2）動(dòng)力噪聲源

全國的電力裝機(jī)容量超過7億千瓦。大量繁雜的電網(wǎng)，星羅棋布的輸變電換流站，以及發(fā)電廠、自備電站、余熱發(fā)電站等動(dòng)力噪聲源遍布各地。

（3）工業(yè)噪聲源

我國的一產(chǎn)、二產(chǎn)現(xiàn)已成為世界制造廠，鋼鐵、水泥、機(jī)械加工、紡織規(guī)模世界領(lǐng)先。工業(yè)噪聲源逐年增多。

（4）建筑噪聲源

2007年國內(nèi)竣工建筑面積約50億平方米，每年增幅超過20%。同時(shí)我國是個(gè)大建筑建材生產(chǎn)工地，施工裝修噪聲和建筑物的使用噪聲（空調(diào)、電梯、采暖、上下水、通風(fēng)等）普遍存在。

（5）生活噪聲源

例如吸塵、唱歌、電視、音響，以及報(bào)刊亭、餐館、影劇院、車站、各類商場超市等處常有小喇叭或大音箱播放震耳的音樂等，生活噪聲源幾乎無處不在。

大量的噪聲源對聲環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，范圍幾乎覆蓋了社會生活的各個(gè)角落；在時(shí)間上，模糊了晝夜的區(qū)別；在空間上，模糊了城區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的區(qū)別、建筑物高低的區(qū)別；在強(qiáng)度上，與人口的密集度成正相關(guān)。

究其原因，工業(yè)化促進(jìn)了城鎮(zhèn)化，經(jīng)濟(jì)全球化加速了城鎮(zhèn)化進(jìn)程。我國的城鎮(zhèn)化從1949年的11.2%，增加到1979年的18%，30年增加6.8%，近2億人。從1979年到2005年的25年間，該比例增長到43.35%，增長了25%，5.6億城市人口。發(fā)達(dá)國家城市化率為55%～60%，而我國還可能增加12%～17%，達(dá)到8億～9億人。

隨著城鎮(zhèn)化的加快發(fā)展，隨之而產(chǎn)生的水污染、空氣污染、噪聲污染、光污染，熱污染等等日益加劇。其中由于電網(wǎng)電站數(shù)量的增加，高壓、超高壓、特高壓等產(chǎn)生的低頻噪聲更是對人體造成了潛在的危害。在全國各類環(huán)境污染投訴中，噪聲污染投訴率高達(dá)64%。噪聲污染引起的損傷甚至死亡，也在不斷增加。

有人認(rèn)為噪聲與振動(dòng)控制是環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的奢侈品。其實(shí)，良好的聲環(huán)境，本質(zhì)是環(huán)境中的物質(zhì)在和諧的運(yùn)動(dòng)，這也是有限和寶貴的資源。

2 我國噪聲法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)《中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法》，環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)分為聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、噪聲排放（或控制）標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品噪聲輻射標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)層面。

2.1 聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

保證人健康的聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是評價(jià)環(huán)境噪聲的量化指標(biāo)，制定高噪聲活動(dòng)或場所噪聲排放（控制）標(biāo)準(zhǔn)和高噪聲產(chǎn)品噪聲輻射標(biāo)準(zhǔn)的法理基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)，其制訂和實(shí)施來自環(huán)境噪聲污染防治法律的授權(quán)。

聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是從受體保護(hù)（睡眠、交談思考、聽力損傷、主觀煩惱度）的角度，分功能區(qū)（居住區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)、交通干線兩側(cè)區(qū)域等）或保護(hù)目標(biāo)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)限值要求，遵循敏感點(diǎn)控制的原則。

2.2 噪聲排放（或控制）標(biāo)準(zhǔn)

我國《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》（GB3096-93）修訂后，鄉(xiāng)村亦納入《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3096-2008）。針對高噪聲活動(dòng)或場所的噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)是政府及相關(guān)部門實(shí)施環(huán)境噪聲管理的行政措施依據(jù)，具有法律約束力。噪聲管制性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)有：《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB12348-2008）、《建筑施工廠界噪聲限值》（GB12523-90）、《社會生活環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB22337-2008）、《鐵路邊界噪聲限值及其測量方法》（GB-12525-90）等。

2.3 產(chǎn)品噪聲輻射標(biāo)準(zhǔn)

針對高噪聲產(chǎn)品的噪聲輻射標(biāo)準(zhǔn)，噪聲輻射水平主要針對建筑和家庭用設(shè)備、工程機(jī)械、機(jī)動(dòng)車輛、鐵路機(jī)車、飛機(jī)等高噪聲產(chǎn)品而規(guī)定。與聲環(huán)境質(zhì)量或噪聲排放（控制）標(biāo)準(zhǔn)采用的等效連續(xù)A聲級（Leq）不同，它通常使用聲功率級（Lw）或聲壓級（Lp）。我國對機(jī)動(dòng)車、鐵路列車、拖拉機(jī)等一些類別的高噪聲產(chǎn)品已經(jīng)制訂了噪聲輻射標(biāo)準(zhǔn)。今后將借鑒歐盟、美國等的噪聲控制經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)制訂室外移動(dòng)設(shè)備的噪聲輻射標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 相關(guān)噪聲的標(biāo)準(zhǔn)與其他排放標(biāo)準(zhǔn)

相關(guān)噪聲的標(biāo)準(zhǔn)與其他排放標(biāo)準(zhǔn)相互制約的趨勢明顯。例如，噪聲與振動(dòng)排放制約了“響動(dòng)”工業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、性能、使用舒適度和成本四方面的發(fā)展。

又例如，2005年國家公布實(shí)施的三個(gè)汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（國III、IV階段》（GB18352.3-2005）、《汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法》（GB1495-2002）、《乘用車燃料消耗量限值》（GB19578-2004），新車型第一階段2005 年7月1日開始執(zhí)行。同時(shí)滿足排放、噪聲、油耗三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是對傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理論的挑戰(zhàn)。

3 噪聲與振動(dòng)控制工程的服務(wù)業(yè)本質(zhì)

噪聲與振動(dòng)控制（NVC）工程的本質(zhì)是服務(wù)業(yè)。因此決定了NVC工程學(xué)的信息學(xué)特征。

物質(zhì)的存在形式?jīng)Q定了質(zhì)量、能量和信息量是任何時(shí)候都不可分割的統(tǒng)一體。而物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和聯(lián)系則是質(zhì)量流、能量流和信息流關(guān)于時(shí)間空間的變化。信息是一切能量形式的變化和質(zhì)、能轉(zhuǎn)換的中介，而噪聲與振動(dòng)則是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)過程中重要的信息表達(dá)形式，其關(guān)聯(lián)如圖1所示。

圖1 關(guān)聯(lián)示意

由于NVC是解決物質(zhì)運(yùn)動(dòng)相互關(guān)系的和諧與平衡，因此決定了其具有“服務(wù)業(yè)”的本質(zhì)。其工程形式為整體解決方案。從這個(gè)意義上說，噪聲與振動(dòng)就是工業(yè)化的“腳步聲”。

3.1 NVC工程學(xué)的兩大任務(wù)

（1）根據(jù)人對物質(zhì)運(yùn)動(dòng)所傳遞出的聲動(dòng)信息的主觀感受調(diào)節(jié)其平衡；

（2）根據(jù)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)所傳遞出的聲動(dòng)信息而判斷物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的客觀狀況并加以干預(yù)，如：故障診斷、地震預(yù)測。

3.2 NVC工程學(xué)重要發(fā)展趨勢

運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)的存在形式。理論上，噪聲與振動(dòng)控制可用于一切物體相互作用的場合。科學(xué)上的限制條件更加剛性，而噪聲控制工程的應(yīng)用范圍隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展領(lǐng)域的擴(kuò)大而迅猛擴(kuò)大。涉及到如下概念：科學(xué)邊界的重要性問題；聲學(xué)概念的物理邊界；控制技術(shù)與使用邊界；不斷擴(kuò)大的應(yīng)用領(lǐng)域；對人性的影響（以人為本）。

質(zhì)能轉(zhuǎn)換的同一性和信息形式的多樣性，使得達(dá)到平衡目的的關(guān)鍵往往是各學(xué)科技術(shù)手段的平衡，是在對其它學(xué)科技術(shù)的正確綜合運(yùn)用，而不在NVC技術(shù)本身。NVC工程學(xué)的科學(xué)發(fā)展示意見圖2。

圖2 NVC工程學(xué)的科學(xué)發(fā)展示意

根據(jù)NVC工程學(xué)的科學(xué)發(fā)展圖式，NVC工程學(xué)無論在機(jī)理和應(yīng)用層面，都與流體力學(xué)、固體力學(xué)、材料學(xué)、熱力學(xué)、語言學(xué)、心理學(xué)和醫(yī)學(xué)等有著多層面的交叉。

學(xué)科的綜合運(yùn)用使得原有技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足現(xiàn)實(shí)的要求，需要技術(shù)創(chuàng)新，并由此帶來新的評價(jià)方法。

新的應(yīng)用需求帶來大量信息的隨機(jī)流動(dòng)，這就可能觸發(fā)新的有序，觸發(fā)進(jìn)入非線性、遠(yuǎn)離平衡區(qū)的諧振，產(chǎn)生全新的信息穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

例如，大量新的聲學(xué)材料的產(chǎn)生往往是由安全、美觀和性價(jià)比所催生，引入流體力學(xué)原理和電學(xué)整流原理的聲學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，把聲學(xué)和其他性能要求綜合平衡考慮的評價(jià)方法層出不窮。

4 中國NVC工程學(xué)發(fā)展環(huán)境

中國NVC工程的市場、體制和政策環(huán)境主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）市場需求

由于其服務(wù)業(yè)的特性，分散于各個(gè)行業(yè)中的隱性需求逐步發(fā)展為顯性需求；工程的數(shù)量和規(guī)模迅速擴(kuò)大，數(shù)千萬以上的單個(gè)工程開始出現(xiàn)。

（2）企業(yè)性質(zhì)

沒有行政性壟斷企業(yè)；非公經(jīng)濟(jì)企業(yè)是發(fā)展的主體。

（3）行業(yè)發(fā)展

咨詢、研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、工程、評價(jià)的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)形成；行業(yè)分工逐步從內(nèi)化到外化；骨干企業(yè)整合資源將服務(wù)流程內(nèi)化，以滿足客戶對整體解決方案的需求。

（4）市場競爭

投標(biāo)已成為市場競爭的主體格局；專家評審為其特色。政府采購開始出現(xiàn)。

（5）工程產(chǎn)品化

即從產(chǎn)品→設(shè)備→裝備的發(fā)展歷程。價(jià)值數(shù)千萬的成臺套裝備開始出現(xiàn)。

（6）企業(yè)專業(yè)化

專營企業(yè)明顯增加，兼設(shè)計(jì)兼制造的企業(yè)有所減少。噪聲與振動(dòng)控制工程已經(jīng)發(fā)展成為NVC工程學(xué)。

除了以上方面，在目前的市場環(huán)境下，國內(nèi)產(chǎn)生了一批從事聲學(xué)工程的骨干企業(yè)。其中有的骨干企業(yè)建立的國家城市環(huán)境噪聲與振動(dòng)控制技術(shù)工程中心，建立了完整的消聲器實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)制造平臺，完成了數(shù)個(gè)國內(nèi)首創(chuàng)NVC工程；注冊成立了專營甲級聲學(xué)工程設(shè)計(jì)研究院；完成了兩個(gè)5000萬以上的大型綜合NVC工程，一次驗(yàn)收達(dá)標(biāo)，這標(biāo)志著在鬧市區(qū)大型工業(yè)電廠可以達(dá)到環(huán)境噪聲一類標(biāo)準(zhǔn)，為國內(nèi)外類似工程提供了整體解決的案例。

Abstract:According to acoustics environment in China, the city’s actual structure model & the key values of Eco-civilization are discussed. The legislations and technical standard system and its revision of NVC engineering in China are analyzed. The article points out that NVC belongs to service industry, its two mission & three developing trends are shown. The government legislation, principles, and economical system are discussed.

Key words:NVC; acoustics environment; standard; market; system

Discussion on Development of Noise and Vibration Control Engineering in China

JIANG Peng-ming

(Beijing Greentec Acoustics Engineering Holdings Co., Ltd, Beijing 100080, Cnina)

TB53

A

1006-5377（2010）05-0039-03