我國噪聲振動與控制行業 2008 年發展綜述
1 2008年行業發展現狀及分析
1.1 行業發展環境分析
2008年,受到全球金融危機的影響,我國的國民經濟發展速度也受到很大沖擊,與環境保護相關的部分建設項目出現資金短缺甚至停建緩建情況。由于噪聲振動與控制產業更多的是在國內生產、對內供應銷售,出口產品或涉外工程相對較少,與其他行業相比,受影響相對較小。
隨著國家提升包括節能減排、污水處理和城市供水在內的相關環保行業政策與資金扶持力度,以及加快鐵路、公路和機場等重大基礎設施建設,加快城市電網改造等一系列刺激經濟、擴大內需的建設工程的緊急啟動,與其相關的環境保護內容也被列入配套建設日程,為相關領域的噪聲振動與控制產業帶來了新的機遇。 2008年,國家環境保護部與國家質量監督檢驗檢疫總局聯合發布了三項噪聲新標準,其中《聲環境質量標準》(GB 3096-2008)、《工業企業廠界環境噪聲排放標準》(GB 12348-2008)為修訂,《社會生活環境噪聲排放標準》(GB 22337-2008)為新發布,此三項標準均自2008年10月1日起開始施行。新標準的發布,充分考慮了當前噪聲污染形勢的變化和環境管理需求,完善了我國環境噪聲標準體系,擴大了標準適用范圍,解決了低頻噪聲和城市以外區域噪聲控制要求缺失的問題,明確了標準適用對象。為防治環境噪聲污染,確立了新的環境管理標準和監控依據。
由于新修訂的《工業企業廠界環境噪聲排放標準》(GB 12348-2008)和新發布的《社會生活環境噪聲排放標準》(GB 22337-2008),根據室內噪聲污染的特點,增加了對固定設備結構傳聲的室內聲環境質量要求,特別加強了對低頻噪聲的控制,其標準限值較原有標準大幅度降低,工程治理難度大幅度提升;對應的噪聲振動與控制工程需求和改造力度也相應大幅度增加。新標準對噪聲的監測工作也作了更為具體、全面的要求,目前各級環境監測站正緊鑼密鼓地按照新的標準實施聲學監測儀器的配備升級、監測方法的調整及監測人員的技術培訓。
1.2 行業經營狀況分析
(1)行業生產經營狀況分析
據統計,2008年全國從事噪聲振動與控制相關產業和工程技術服務的專業企業約300家,從業人數約1.5萬人。行業總產值超過60億元,比上年同期增長約16%; 2008年度行業合同總額約75億元(但因受自然災害和經濟危機影響,執行滯后的情況有所增加);年工業銷售收入約6億元;出口總額不足1億元。
(2)行業成本費用分析
2008年,環境噪聲振動與控制行業主要原材料價格變化較大。鋼材價格與2007年相比有較大回落。以1mm冷軋板為例,2008年3月批發價為6700元/噸,2008年底價下跌至4100元/噸;常用吸聲、隔聲材料的價格起伏也較大。由于噪聲振動與控制行業的主要原材料中鋼材所占比重較大,因此由鋼材價格的下行趨勢主導了2008年的成本走向,對企業總體來講是利大于弊。同時,由于物價指數的上升和勞動力成本的增加,也導致噪聲振動與控制企業整體的成本增幅較大。
2008年由于上海等地實行了稅收優惠政策,因此部分地區的環保企業稅收負擔有所減少。
(3)行業盈利能力分析
與其他領域比較而言,噪聲與振動控制行業工程的總體規模較小,產品和工程的技術含量也不太高,基本屬于勞動密集型產品,企業基本處于微利狀態;加之 2008年原材料成本的起伏和勞動力成本的提升,使得本行業盈利能力日趨下降。設備生產企業和工程技術服務企業,利潤率大致徘徊在8%~10%。
1.3 行業新技術的開發應用分析
(1)噪聲控制工程設計的軟件化、智能化
隨著科學技術的進步和計算機軟硬件技術的發展,數值計算和仿真技術已廣泛用于噪聲源的識別與分析、聲場或結構響應分析、控制效果預報與優化等許多方面。目前在國際上用于聲學領域的數值計算和仿真技術已經形成了一系列的商用軟件,如SYSNOISE、ANSYS、AU- TOSEA、RAYNOISE、FAN-NOISE、NASTRAN等等。其中SYSNOISE、ANSYS和AUTOSEA是國際上噪聲與振動領域中最著名的幾個仿真計算軟件。
(2)交通運輸噪聲是噪聲源控制的重點
當前,對聲環境影響最廣泛的噪聲源就是交通運輸工具。因此汽車、鐵路、飛機的降噪技術是當前噪聲源控制研究的重點對象。汽車行業里,噪聲與振動控制方面研究的新領域包括主動和半主動噪聲與振動的控制、 CAE的應用、聲品質的分析、高里程車輛的噪聲與振動、汽車輕量化帶來的噪聲與振動、混合動力、燃料電池汽車、變氣缸發動機的噪聲與振動、低噪聲路面以及公交車的制動噪聲等。
(3)聲屏障技術取得進展
國家為拉動內需,重點投資交通運輸業,促進了聲屏障技術的發展。2008年,道路聲屏障特別是高架公路邊的聲屏障和高速鐵路聲屏障成為本行業迅速發展的焦點。很多骨干企業根據不同使用場合,開發了多種不同材質、不同形式的屏體結構(如泡沫鋁吸聲板、微穿孔板吸聲體、三聚氰胺吸聲泡沫塑料、吸聲無紡布、FC和 NAFC隔聲板、透明PC板和亞克力板等),拓展了傳統聲屏障的適用范圍。各企業也在工程實踐中對新材料的加工性能和使用效果積累了大量經驗和試驗數據。
(4)鐵路噪聲與振動控制技術成為研究重點
隨著我國政府拉動內需戰略的實施,高速鐵路的修建和電氣化進程也大大加快,列車空氣動力性噪聲與授電弓部位的噪聲將成為主要的鐵路噪聲源,并已成為我國高速鐵路和客運專線等噪聲與振動控制的研究重點。
(5)阻尼彈簧浮置板隔振技術成功開發
近年來,隨著城市軌道交通建設的高速發展,居民環保意識的日漸增強以及以人為本設計理念的提升,鋼彈簧浮置板減振軌道結構在地鐵建設中的使用比例逐漸加大。但從2001年德國隔爾固鋼彈簧浮置板技術進入中國以來,國內地鐵阻尼彈簧浮置板隔振市場一直被其壟斷。北京市科學技術委員會斥資400萬,授權北京市地鐵建設管理公司與北京市勞動保護科學研究所、北京城建設計研究總院、北京世紀靜業噪聲振動與控制技術有限公司等單位聯合開展阻尼彈簧浮置板隔振技術研究開發課題。2008年9月該課題順利通過鑒定,研制出的具有自主知識產權的螺旋鋼彈簧阻尼隔振浮置板整體道床及其配套裝置,于2008年底初步形成批量化生產,在北京地鐵四號線180米試驗段正式投入使用。該產品在成功突破隔爾固專利壁壘的同時,還擁有自主知識產權的四大創新:獨特靈活的墊片形式,不僅降低加工成本、節省鋼材消耗,并且可以糾正套筒安裝傾斜導致的水平偏差;高效阻尼結構結合豎向限位功能,可在改善阻尼效果和乘坐舒適度的同時,提高系統的安全裕度;隔振器頂部加裝斷簧指示裝置,可直觀顯示斷簧或支座失效,方便日常巡檢;有效防止彈簧隔振系統的高頻失效,更好地發揮隔振降噪作用。該項隔振技術和產品的成功開發,不僅打破了國外廠商獨家壟斷的局面,填補了我國在軌道交通隔振浮置整體道床技術領域的空白,而且使該產品每延米的價格大幅度降低到0.6萬~0.7萬元,可為國家節省大量外匯和環保工程投資。
(6)飛機噪聲控制研究取得巨大進步
目前,二代渦輪風扇發動機的噪聲比20世紀60年代初的渦輪噴氣發動機降低了約20dB。隨著計算方法和計算工具的快速發展,飛機設計者運用CFD、CAA、 FEM、SEA等技術在設計階段就可以充分評估結構動力學特性、飛機艙內外的噪聲水平。有源噪聲控制技術在飛機上的應用取得了突破。美英兩國科學家更是提出了“無噪聲飛機”模型的新概念,這種飛機可以降低起飛降落時的噪聲,使其達到普通洗衣機的噪聲水平,從而令機場周圍的居民感覺不到。
(7)有源噪聲控制
近年來有源噪聲控制的進展主要表現在五個方面:控制結構、控制算法、換能器、虛擬聲環境和各種不同的實際應用。系統的穩定性和魯棒性是目前對控制系統和控制算法研究的重點。鑒于成本和可靠性的要求,目前許多研究轉向采用主被動結合的方法。人們當前正在努力尋求有源噪聲控制的應用。如Boeing公司將形狀記憶合金作動器裝在噴氣發動機主次噴口的機翼后緣,利用形狀記憶合金和溫度特性成功地降低了噴氣噪聲。國內南京大學等單位運用有源噪聲控制技術進行了虛擬聲屏障和有源聲屏障的研究工作,取得了可喜的成績。
(8)聲學材料不斷推陳出新
繼微穿孔板吸聲結構的廣泛應用之后,馬大猷教授又提出了微縫吸聲結構。它具更好的吸聲特性,同時更便于加工。該產品歷經數年開發探索,已于2008年取得顯著進展,國內已有數家企業形成了批量生產能力,并在工程應用方面取得顯著進展。中科院聲學所最近又研發了一種新的管束共振吸聲結構,它有低頻方向頻移和管腔耦合共振強化吸聲的特性,可顯著減小腔深和實現寬頻帶的高吸聲性能。聲學材料的另一個研究熱點是聲子晶體隔聲材料。它是指周期性多元嵌入式結構材料具有彈性波禁帶的特性,從而達到隔聲的效果,可望用于中低頻的隔聲。
2008年,國內多家企業獨立研發了大量新型吸聲、隔聲材料,如高強纖維水泥輕質吸聲板、泡沫鋁吸聲板、超微穿孔板吸聲體、新型聚酯纖維裝飾性吸聲板、三聚氰胺吸聲泡沫塑料、吸聲無紡布、FC和NAFC隔聲板等。在加工性能和使用效果方面積累了大量經驗和試驗數據。
(9)環境噪聲測量技術
近幾年,噪聲測量和監測技術的進步最為顯著。網絡傳聲器以及與其相關的MEMS傳聲器、智能傳聲器、網絡化監測、陣列化處理等一整套技術的發展和應用,給環境噪聲監測和分析注入了新的活力。分布式網絡化環境噪聲的監測加上GIS和Noisemap使得環境噪聲監測快速實時、大范圍、永久性的要求得以實現。陣列化測量和定位技術近年來也在迅速發展。陣列的形式由線陣列到面陣列再到三維陣列,目前又發展到以網絡傳聲器為節點的隨機分布陣列。新的系統在不斷出現,以聲源定位為例,近年來伴隨著陣列化測量技術發展起來的有近場聲全息(NAH)、波束形成(beamforming)、統計優化近場聲全息(SONAH)、傳聲路徑分析技術等。目前市場上已逐步出現了聲全息定位的商業化測試與分析系統,如B&K公司的空間聲場變換(STSF)系統,NITS公司的NITS Sound Explore分析系統,LMS公司的LMS CADA分析系統等。
以杭州愛華儀器有限公司為例,其開發的 AWA6291型實時信號分析儀通過中國計量科學研究院型式評價和省級鑒定,填補了國內空白,主要性能指標達到國際先進水平,2008年共生產201臺,銷售155臺,實現銷售收入215.1萬元,自主開發了“嵌入式實時頻譜分析軟件”、反向脈沖積分法混響時間測量軟件,并已在AWA6291、AWA6228多功能聲級計上應用。
1.4 市場分析及重要動態
2008年環境噪聲與振動控制工程項目中,道路聲屏障仍占據了較大比例。上海外環線聲屏障是目前為止國內較高水平的交通噪聲治理工程,其造型新穎、制作精良,尤其在中間分隔帶設置聲屏障的設計開創國內工程應用之先河,效果顯著。為配合世博會的舉辦,上海市全面推進內環線既有聲屏障的更新整飭,市場份額有顯著拉升。而伴隨著國有鐵路建設和城市軌道交通的迅猛發展,聲屏障建設成為噪聲振動與控制行業市場增量的絕對制高點。而京滬高速鐵路的聲屏障設計研討,更是成為了全行業關注的焦點。
隨著《聲環境質量標準》(GB 3096-2008)、《工業企業廠界環境噪聲排放標準》(GB 12348-2008)、《社會生活環境噪聲排放標準》(GB 22337-2008)等三項噪聲新標準的頒布實施,商業經營場所的噪聲源治理(如餐飲業排風機噪聲治理,賓館、餐廳、商場、商務樓空調設備室外機組的噪聲治理)和工業生產場所附屬設備的噪聲治理大量增加。其中也包括大量電力、化工、建材、冶金等行業大型工礦企業的廠界環境噪聲治理。
在環境噪聲檢測儀器領域,老產品的市場逐步飽和,新產品的市場逐步擴大;由于國家的西部大開發決策,西部地區需求仍然較旺盛;由于三個新的環境噪聲標準的頒布和實施,對于1級聲級計和實時倍頻帶分析儀的需求呈急速增加態勢;疾控勞動衛生對噪聲測量儀器的需求有明顯增加的趨勢。
1.5 主要(骨干)企業發展情況
(1)業內骨干企業情況
2008年,年產值2000萬元以上的企業所占比例首次超過20%,年產值達到5000萬元以上的大型骨干企業有十余家。其技術服務總收入約占產業總收入的10%~15%。一些企業還與科研設計單位或大專院校建立了長期緊密的合作關系,技術水平、加工能力、管理水平得到很大提高,已成為所在地區的明星企業或骨干企業。一些企業與國外合資,采用先進的管理辦法,并獲得較雄厚的資金,很快躍入骨干企業行列;還有一些非本專業的強勢企業,由于起點較高、素質較好,進入本領域后,發展較快。如德國BSW公司、日本消音器研究所等外國企業,都開始在我國拓展業務甚至直接開設工廠,為國內的噪聲振動與控制產業隊伍注入了新生力量。
北京綠創環保集團在與首鋼集團、中科院聲學所和北京市勞保所等單位于2005年注資4000萬元創建綠創聲學工程股份有限公司后,憑借交叉學科的專業優勢、強大的設計研發實力和現代化的企業機制,充分把握了市場需求和品牌增值的巨大空間,每年的營業額與利潤成倍增長,已成為國內集大型噪聲與振動控制工程設計、技術裝備研發、產品制造生產加工于一體的高新技術企業,銷售額和利潤的增長率連續三年都在5倍以上, 2007、2008年合同總額持續超過2億元,凈利潤連年超過2000萬元;最大單項合同額超過6000萬元。2008年,北京綠創環保集團又創建了綠創聲學工程設計研究院,將其“環境醫院”的理念進一步拓展。
近年來,噪聲振動與控制領域的骨干企業還包括:深圳中雅機電實業有限公司、四川正升環保科技有限公司、宜興市中鐵玻璃鋼制品有限公司、上海申華聲學裝備有限公司、上海新華靜環保工程有限公司、北京市勞保所科技發展公司、北京世紀靜業噪聲振動與控制技術有限公司、東營華德利玻璃棉制品有限公司、上海皓晨建筑材料有限公司、廣州新靜界消音材料有限公司、香港新光國際有限公司、深圳百斯特環保工程有限公司、盈達環科聲學科研(深圳)有限公司、北京聲望聲電技術有限公司、廣州吉泰發展有限公司、杭州愛華儀器有限公司、朗德科技有限公司、隔而固(青島)減振技術有限公司、江蘇東澤環保科技有限公司、江蘇雙贏聲學裝備有限公司、上海西飛隔音裝備有限公司、重慶華光噪聲振動與控制設備廠、北京忠致環保公司、廣州市興華環保設備聯合有限公司、福建天盛恒達聲學材料科技有限公司、愛亞(北京)聲學科技有限公司承德天工建材有限公司等。
2008年4月28日,環境保護部下發了“關于批準組建國家環境保護城市噪聲與振動控制工程技術中心的通知”(環函[2008]42號),正式批準以北京市勞動保護科學研究所為依托單位建設“國家環境保護城市噪聲與振動控制工程技術中心”。該中心將針對城市噪聲與振動控制領域的前沿性、關鍵性、全局性問題,開展科學研究和技術創新,研發新工藝、新設備,將科研成果進行系統化、配套化、工程化和產業化,參與噪聲與振動控制領域相關標準、規范的制訂工作,為國家環境管理決策提供參考和依據。
(2)骨干企業競爭狀況分析
近年來,以德國、美國、日本、韓國、新加坡等國為代表的國外聲學技術、聲學材料和控制設備企業陸續進入我國環保市場。面對國際市場的強烈競爭,行業內的骨干企業開始采取應對措施,通過深層技術培訓、業務跟蹤支持、特定產品開發、完善本企業產品自檢條件來提高企業自身的技術實力和競爭能力;也有部分企業采取強強聯合,企業重組,建立大型集團公司,提高自身地位。行業內的大部分骨干企業已通過ISO9000和 ISO14000認證,有些噪聲與振動控制產品不僅基本滿足了當前國內對噪聲與振動控制設備的需要,還得到了國際市場的認可,每年都有部分產品出口或接受來料加工。
噪聲振動與控制產業隊伍近年來在環境噪聲振動、工業噪聲振動污染控制的工程實踐中得到了鍛煉,自身素質和競爭能力得到了大幅度提升。
2 行業發展存在的主要問題及分析
(1)我國現有的噪聲與振動控制設備生產企業大部分為鄉鎮企業和集體所有制企業,企業規模小,年營業額不足1000萬元的企業占70%,這些企業大多生產工藝裝備落后,缺少專用生產工具和設備,基本不具備規模化生產能力和非標準化設備的加工和安裝能力。大多數企業沒有必要的產品質量檢測設備和手段,導致生產的產品加工粗糙,存在較大質量問題,影響了我國產品在國際市場上的競爭力。
(2)近年來,由于國內在噪聲與振動控制領域,基礎理論研究和深層次技術研究開發投入的力度不足,同一水平的重復研究居多,真正具有高科技含量,擁有自主知識產權的科研成果很少,造成我國噪聲與振動控制的研究水平與發達國家的差距有加大的趨勢,主要表現在噪聲與振動源分析預測技術、噪聲與振動設備計算機輔助設計技術、噪聲與振動設備計算機輔助制造技術、高速運輸系統噪聲與振動控制設備研究、新材料研究開發等方面。
(3)國外在有源消聲器等特殊產品的研究開發方面領先于我國。有源消聲器在國外已有產品,我國還處于實驗室試驗階段。另外,在特殊環境條件下使用的消聲器的研究開發上,我國與國外也存在差距,國外這類產品市場上也已有售。我國應加強這方面的研究。
3 對策及建議
3.1 加強立法執法力度
環保產業是一個法規和政策引導型產業。縱觀世界各國環境保護的歷史可以看到,環境保護法規越健全,環境標準與環境執法越嚴格的國家,環保產業也就越發達。因此,應進一步加強我國噪聲與振動污染控制領域的立法,完善和健全該領域的標準、法規體系建設,盡快與國際接軌。在現有環保標準的執行和環境噪聲監督的管理上,進一步完善噪聲管理條例,加強環境噪聲監測系統建設,進一步加大執法力度。
3.2 充分發揮噪聲與振動污染控制工程中心的作用
以工程中心為技術平臺,整合資源,建立先進的研究開發和工程化基地,加強科研成果的轉化和在噪聲控制工程中的應用及示范;瞄準噪聲與振動污染控制領域的國際前沿,開發一些具有高科技含量和自主知識產權的技術產品,提高我國噪聲與振動污染控制產品在國際市場上的競爭力。
3.3 加強我國噪聲與振動污染控制領域的技術儲備與技術創新
建立我國噪聲與振動污染源數據庫,通過引進和合作,開發適合我國國情的噪聲與振動傳遞規律計算軟件和CAD優化設計軟件系統,用以提高我國產品開發與工程設計的檔次和水平;進一步加強基礎研究和具有前瞻性的創新技術研究,注重現代新技術(如計算機技術、數字技術、有源控制技術等)在噪聲與振動污染控制中的應用,開發出我國科技含量高、擁有自主知識產權的噪聲控制產品。
3.4 扶持一批有較強優勢和競爭力的骨干企業
重點扶持一批噪聲與振動污染控制領域有一定基礎的骨干企業,在加工設備和技術力量的配備上加大對其支持力度,在政策上予以傾斜,對那些技術力量薄弱的加工企業進行整合,或聯合起來成立大的企業集團,或合并到其他企業中去,改變我國目前噪聲與振動污染控制企業小而散的狀況,樹立行業整體形象,提高我國在國際市場上的競爭能力。
3.5 轉變管理模式
建議各級政府環境保護主管部門逐漸轉變對噪聲與振動污染的管理模式。改變目前末端治理的被動局面,讓噪聲與振動污染問題解決在規劃、環境評價和產品的設計階段。而不是先建成投產,發現超標再限期治理。在工程項目規劃階段和環評階段,對工程中可能造成噪聲與振動污染的環節或加以制止,或在進行工程設計時會同噪聲與振動領域專家將噪聲與振動控制方案一并作出,杜絕新建工程帶來新的噪聲與振動污染。加強低噪聲產品的研究開發,如低噪聲風機、電機、冷卻塔、冷凍機、水泵、熱泵機組、空壓機、家用電器等,從提高產品質量、改進產品結構著手,使噪聲從聲源上得到改善。這需要與其他相關產業部門的配合和政府部門的協調。
3.6 規范產品質量檢測和認證制度
為了便于新產品、新技術的研究開發,實行內部質量控制,提升企業形象,部分企業紛紛自行建造消聲器檢測臺架。目前我國現有各類消聲器檢測臺架(包括部分科研院所、大專院校和專業計量檢測機構已有的檢測裝置)近30條,但質量良莠不齊,受到設計水平、儀器精度、適用風量、操作規程的限制,檢測臺架的絕對精度和相對誤差很大,這樣不僅破壞了消聲器產品檢測的權威性和公正性,擾亂了產品市場競爭規則,同時也誤導了企業自身的技術發展,對噪聲與振動控制產業的發展貽害無窮。建議由技術監督部門和國家計量檢測機構對全行業的消聲器檢測臺架進行統一的考核評定,或由行業協會牽頭,由噪聲振動與控制企業聯合建立第三方聲學檢測實驗室,以統一、規范消聲器檢測臺架的工作模式和技術流程,提高消聲器產品的檢測精度和公信度。
4 行業發展展望
4.1 行業投資環境分析
根據最近的中國環境狀況公報(聲環境)信息:全國72.0%的城市區域聲環境質量處于好或較好水平,環境保護重點城市區域聲環境質量處于好或較好水平的占 75.2%;全國58.6%的城市道路交通聲環境質量為好,環境保護重點城市道路交通聲環境質量處于好或較好水平的占92.9%;城市各類功能區晝間達標率為84.7%,夜間達標率為64.1%。
隨著《聲環境質量標準》(GB 3096-2008)、《工業企業廠界環境噪聲排放標準》(GB 12348-2008)、《社會生活環境噪聲排放標準》(GB 22337-2008)等三項標準的深入落實,對應的噪聲振動與控制工程需求和改造力度將進一步增加。而隨著一系列有效應對金融危機,擴大內需建設工程的緊急啟動,包括加快鐵路、公路和機場等重大基礎設施建設、加快城市電網改造和加強生態環境建設、支持節能減排工程等在內的相關環保行業政策與資金扶持力度將進一步加強,與其相關的環境保護內容也將全面納入配套建設日程,這都將給相關領域的噪聲振動與控制產業帶來新的機遇和發展空間。
4.2 行業發展趨勢分析
預計2009年全國從事噪聲振動與控制相關產業和工程技術服務的專業企業總數可達到400家,從業總人數約2萬人。行業總產值將超過80億元。

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