我國噪聲與振動控制工程學(xué)的發(fā)展環(huán)境探討
摘 要:論述了我國聲環(huán)境的現(xiàn)狀，分析了我國噪聲與振動法規(guī)標準的現(xiàn)狀與前景；提出了噪聲與振動控制（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。
關(guān)鍵詞:噪聲與振動控制,聲環(huán)境,標準,市場,體制
1 我國聲環(huán)境現(xiàn)狀
在我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，工業(yè)化、城市化的進程中，由于對聲環(huán)境的建設(shè)處于零散、隨機的自發(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）流動噪聲源
目前國內(nèi)的機動車保有量約1.86億輛，位居世界第二；內(nèi)陸江河湖還有大量的機動船；航空客運超過1億人/年，貨運100億噸公里/年；鐵路、城鐵超過8萬公里。流動噪聲源不可小視。
（2）動力噪聲源
全國的電力裝機容量超過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%。同時我國是個大建筑建材生產(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、通風等）普遍存在。
（5）生活噪聲源
例如吸塵、唱歌、電視、音響，以及報刊亭、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)境造成了嚴重的污染，范圍幾乎覆蓋了社會生活的各個角落；在時間上，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；在強度上，與人口的密集度成正相關(guān)。
究其原因，工業(yè)化促進了城鎮(zhèn)化，經(jīng)濟全球化加速了城鎮(zhèn)化進程。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)達國家城市化率為55%～60%，而我國還可能增加12%～17％，達到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64%。噪聲污染引起的損傷甚至死亡，也在不斷增加。
有人認為噪聲與振動控制是環(huán)境保護領(lǐng)域的奢侈品。其實，良好的聲環(huán)境，本質(zhì)是環(huán)境中的物質(zhì)在和諧的運動，這也是有限和寶貴的資源。
2 我國噪聲法規(guī)標準
依據(jù)《中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法》，環(huán)境噪聲標準分為聲環(huán)境質(zhì)量標準、噪聲排放（或控制）標準和產(chǎn)品噪聲輻射標準三個層面。
2.1 聲環(huán)境質(zhì)量標準
保證人健康的聲環(huán)境質(zhì)量標準是評價環(huán)境噪聲的量化指標，制定高噪聲活動或場所噪聲排放（控制）標準和高噪聲產(chǎn)品噪聲輻射標準的法理基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)，其制訂和實施來自環(huán)境噪聲污染防治法律的授權(quán)。
聲環(huán)境質(zhì)量標準是從受體保護（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）或保護目標規(guī)定標準限值要求，遵循敏感點控制的原則。
2.2 噪聲排放（或控制）標準
我國《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》（GB3096-93）修訂后，鄉(xiāng)村亦納入《聲環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3096-2008）。針對高噪聲活動或場所的噪聲排放標準是政府及相關(guān)部門實施環(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)的標準有：《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》（GB12348-2008）、《建筑施工廠界噪聲限值》（GB12523-90）、《社會生活環(huán)境噪聲排放標準》（GB22337-2008）、《鐵路邊界噪聲限值及其測量方法》（GB-12525-90）等。
2.3 產(chǎn)品噪聲輻射標準
針對高噪聲產(chǎn)品的噪聲輻射標準，噪聲輻射水平主要針對建筑和家庭用設(shè)備、工程機械、機動車輛、鐵路機車、飛機等高噪聲產(chǎn)品而規(guī)定。與聲環(huán)境質(zhì)量或噪聲排放（控制）標準采用的等效連續(xù)A聲級（Leq）不同，它通常使用聲功率級（Lw）或聲壓級（Lp）。我國對機動車、鐵路列車、拖拉機等一些類別的高噪聲產(chǎn)品已經(jīng)制訂了噪聲輻射標準。今后將借鑒歐盟、美國等的噪聲控制經(jīng)驗，重點制訂室外移動設(shè)備的噪聲輻射標準。
2.4 相關(guān)噪聲的標準與其他排放標準
相關(guān)噪聲的標準與其他排放標準相互制約的趨勢明顯。例如，噪聲與振動排放制約了“響動”工業(yè)產(chǎn)品標準、性能、使用舒適度和成本四方面的發(fā)展。
又例如，2005年國家公布實施的三個汽車相關(guān)標準：《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。同時滿足排放、噪聲、油耗三個標準是對傳統(tǒng)設(shè)計理論的挑戰(zhàn)。
3 噪聲與振動控制工程的服務(wù)業(yè)本質(zhì)
噪聲與振動控制（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候都不可分割的統(tǒng)一體。而物質(zhì)的運動和聯(lián)系則是質(zhì)量流、能量流和信息流關(guān)于時間空間的變化。信息是一切能量形式的變化和質(zhì)、能轉(zhuǎn)換的中介，而噪聲與振動則是物質(zhì)運動過程中重要的信息表達形式，其關(guān)聯(lián)如圖1所示。
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由于NVC是解決物質(zhì)運動相互關(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。從這個意義上說，噪聲與振動就是工業(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)運動所傳遞出的聲動信息的主觀感受調(diào)節(jié)其平衡；
（2）根據(jù)物質(zhì)運動所傳遞出的聲動信息而判斷物質(zhì)運動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
運動是物質(zhì)的存在形式。理論上，噪聲與振動控制可用于一切物體相互作用的場合？茖W(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)濟發(fā)展領(lǐng)域的擴大而迅猛擴大。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。
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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)科的綜合運用使得原有技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足現(xiàn)實的要求，需要技術(shù)創(chuàng)新，并由此帶來新的評價方法。新的應(yīng)用需求帶來大量信息的隨機流動，這就可能觸發(fā)新的有序，觸發(fā)進入非線性、遠離平衡區(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)計結(jié)構(gòu)，把聲學(xué)和其他性能要求綜合平衡考慮的評價方法層出不窮。
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)模迅速擴大，數(shù)千萬以上的單個工程開始出現(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、制造、工程、評價的產(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)計兼制造的企業(yè)有所減少。噪聲與振動控制工程已經(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)境噪聲與振動控制技術(shù)工程中心，建立了完整的消聲器實驗室和生產(chǎn)制造平臺，完成了數(shù)個國內(nèi)首創(chuàng)NVC工程；注冊成立了專營甲級聲學(xué)工程設(shè)計研究院；完成了兩個5000萬以上的大型綜合NVC工程，一次驗收達標，這標志著在鬧市區(qū)大型工業(yè)電廠可以達到環(huán)境噪聲一類標準，為國內(nèi)外類似工程提供了整體解決的案例。
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