中國噪聲防治技術(shù)：現(xiàn)狀、應(yīng)用與未來趨勢

原文發(fā)表于《科技導(dǎo)報(bào)》2026 年第4 期 《中國噪聲防治技術(shù)整體情況 》

噪聲控制是成為保障民生“寧靜權(quán)”的技術(shù)剛需。《科技導(dǎo)報(bào)》邀請中國科學(xué)院聲學(xué)研究所隋富生研究員撰寫文章，綜述了噪聲防治技術(shù)在研究前沿和在技術(shù)應(yīng)用層面的適用性。針對不同場景的噪聲防治策略進(jìn)行分析，并對未來噪聲防治技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行展望。

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生活水平不斷提高的大背景下，人民追求的幸福生活品質(zhì)自然而然包含著寧靜和諧的內(nèi)涵。《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》明確提出，要加強(qiáng)環(huán)境噪聲污染治理。中國科學(xué)院聲學(xué)研究所總結(jié)中國60多年的噪聲污染防治經(jīng)驗(yàn)，擔(dān)起新時(shí)代的歷史責(zé)任，組織論證提出了“寧靜中國專項(xiàng)科技行動(dòng)計(jì)劃”，其目的是面向相關(guān)主要裝備設(shè)備噪聲控制的戰(zhàn)略需求，系統(tǒng)發(fā)展和應(yīng)用噪聲控制核心關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)相關(guān)科技領(lǐng)域全面走向國際前列，有力支撐《中華人民共和國噪聲污染防治法》實(shí)施，支撐“寧靜、和諧、美麗”社會(huì)建設(shè)，支撐制造強(qiáng)國建設(shè)。因此，研究和利用各種技術(shù)手段來有效地防治噪聲污染具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 中國噪聲防治技術(shù)的發(fā)展階段

中國噪聲防治技術(shù)發(fā)展可分為起步探索、體系化發(fā)展、成熟升級、智能創(chuàng)新4個(gè)核心階段，對應(yīng)于“理論突破—材料創(chuàng)新—工程應(yīng)用—政策規(guī)范”的正向循環(huán)，已形成覆蓋材料、設(shè)備、監(jiān)測、工程的完整產(chǎn)業(yè)體系，部分技術(shù)（如微穿孔板、聲學(xué)超材料）達(dá)國際領(lǐng)先水平。

1）起步探索期（20世紀(jì)50—70年代）。

技術(shù)特征：以基礎(chǔ)吸聲、隔聲、隔振為主。1965年，國內(nèi)舉辦了第一屆噪聲控制訓(xùn)練班。1973年，國務(wù)院召開的第一次全國環(huán)境保護(hù)會(huì)議上，馬大猷院士提出應(yīng)將噪聲列為廢氣、廢水和廢渣3大公害之外的第4大公害。這一時(shí)期標(biāo)志性理論突破是馬大猷提出的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)70年代末，方丹群組織了大協(xié)作組，深入研究了噪聲對聽力、心血管、神經(jīng)系統(tǒng)的影響。制定了第一個(gè)綜合性的國家噪聲標(biāo)準(zhǔn)——《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（試行草案）。強(qiáng)噪聲設(shè)備的隔聲間、建筑隔聲構(gòu)件等技術(shù)產(chǎn)品得到應(yīng)用。

2）體系化發(fā)展期（20世紀(jì)80—90年代）。

1982年，第一屆全國噪聲與振動(dòng)工程學(xué)術(shù)會(huì)議在安徽黃山舉行。噪聲控制進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化階段，監(jiān)測與工程能力顯著提升。中國的噪聲防治技術(shù)從少數(shù)聲學(xué)單位的科學(xué)研究發(fā)展到工程技術(shù)界廣泛應(yīng)用到工程實(shí)踐和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的新階段。

3）升級創(chuàng)新期（2000年至今）。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，噪聲控制思路從“被動(dòng)治理”轉(zhuǎn)向了“主動(dòng)調(diào)控”，覆蓋城市、工業(yè)、民用全場景，創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)。噪聲控制技術(shù)的深入研究，既可以滿足人民追求更美好生活需求，同時(shí)低噪聲技術(shù)也會(huì)對行業(yè)和產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，提高產(chǎn)品競爭力帶來正面的推動(dòng)和引領(lǐng)作用。核心裝備、設(shè)備的噪聲水平是裝備性能的重要指標(biāo)，也是裝備產(chǎn)品國際競爭力的必要前提。因此加快、加強(qiáng)噪聲機(jī)理研究和技術(shù)應(yīng)用的步伐，力爭掌握噪聲控制的核心技術(shù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定，對中國由制造業(yè)大國向制造業(yè)強(qiáng)國轉(zhuǎn)型升級有特殊意義。

2 噪聲防治技術(shù)

噪聲傳播過程包括聲源、傳播途徑和接收者3個(gè)要素，噪聲防治技術(shù)也從這3個(gè)方面入手。在實(shí)際應(yīng)用中，往往需要綜合運(yùn)用多種技術(shù)，制定全面的噪聲防治方案。

2.1 聲源控制是第一優(yōu)先級

噪聲源控制的主要思路是減少振動(dòng)、降低噪聲輻射面的法向振速并同時(shí)減小噪聲輻射效率。在很多工業(yè)噪聲產(chǎn)生的場合，第一步往往是要減小振動(dòng)源。在機(jī)械工程和流體力學(xué)領(lǐng)域，噪聲最小化的關(guān)鍵在于控制力的變化率或壓力梯度。

從聲源控制的角度出發(fā)，很容易就引出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)聲學(xué)優(yōu)化的技術(shù)需求。“低噪聲”品質(zhì)是產(chǎn)品用戶界面友好、質(zhì)量上乘、有市場競爭力的屬性標(biāo)簽，也是貫穿于產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售整個(gè)鏈條的客觀要求。

2.2 噪聲傳播途徑的控制技術(shù)

一般來說，有以下5種技術(shù)手段。

1）吸聲技術(shù)。

吸聲是利用吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)吸收聲能，降低噪聲強(qiáng)度。吸聲材料大多為多孔材料。在實(shí)際應(yīng)用中，對于空間較大且噪聲源分布復(fù)雜的場所，常采用在頂面安裝空間吸聲體、墻面安裝吸聲材料的方式降噪。吸聲效果取決于材料的吸聲系數(shù)、設(shè)置方式以及噪聲源的頻率特性等因素。

多孔吸聲材料的吸聲性能一般在中高頻比較突出，低頻性能取決于吸聲材料的厚度。為了解決低頻噪聲問題，有時(shí)需要在有限厚度的吸聲材料后面設(shè)置背腔。20世紀(jì)，馬大猷院士提出的微穿孔板吸聲理論和基于這一理論而發(fā)展出來各種吸聲結(jié)構(gòu)，在近年來得到廣泛地研究。未來吸聲材料/結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢是定制頻段設(shè)計(jì)并兼具輕薄化。

2）隔聲技術(shù)。

隔聲是通過采用隔聲結(jié)構(gòu)，阻礙噪聲向特定空間或需要保護(hù)的目標(biāo)空間傳播，將接收者與噪聲聲源分隔。描述材料結(jié)構(gòu)隔聲效果的常用量有3個(gè)：隔聲量、噪聲衰減量和插入損失。

均質(zhì)材料的隔聲性能主要取決于材料的面密度。密度越大，隔聲效果越好，這就是隔聲質(zhì)量定律。隔聲材料的厚度也對隔聲量有影響。但需要注意的是，并非簡單增加材料厚度就能大幅提升隔聲量。因此，聲學(xué)工程師會(huì)考慮采用復(fù)合隔聲結(jié)構(gòu)，使聲音在前后反射過程中逐漸損耗能量。類似這種復(fù)合聲學(xué)結(jié)構(gòu)，如蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)，現(xiàn)已在航空航天、高速列車、車輛等壁板結(jié)構(gòu)中大量使用。

對于工業(yè)場景的強(qiáng)噪聲設(shè)備，通常可采用隔聲罩進(jìn)行降噪，但要確保不影響設(shè)備正常生產(chǎn)、散熱及保留維修空間。特別強(qiáng)調(diào)的是，隔聲裝置要跟被隔離設(shè)備做定制化設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際情況和限制條件做全封閉、半封閉或單側(cè)設(shè)置的選擇。

新的《住宅項(xiàng)目規(guī)范》（GB 55038—2025）對建筑隔聲標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了全面升級，要求分戶墻隔聲量大于等于50 dB；樓板撞擊聲壓級小于等于65 dB，標(biāo)準(zhǔn)均比原有規(guī)定有所提高。這對建筑結(jié)構(gòu)的聲學(xué)設(shè)計(jì)提出更高的要求，也會(huì)吸引更多的科技手段去實(shí)現(xiàn)這些需求。

3）消聲技術(shù)。

消聲主要用于控制空氣動(dòng)力性噪聲。通過在通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、燃?xì)鈾C(jī)、內(nèi)燃機(jī)及各類有氣流通過的進(jìn)出風(fēng)管、管路等適當(dāng)位置設(shè)置消聲器，允許氣流通過的同時(shí)阻止噪聲傳播。

消聲器分為阻性消聲器、抗性消聲器、阻抗復(fù)合式消聲器等類型。阻性消聲器利用多孔吸聲材料將聲能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉；抗性消聲器則通過改變聲阻抗，從而降低噪聲，常用于中低頻噪聲控制。在實(shí)際應(yīng)用場合，一般會(huì)把上述2種消聲器綜合設(shè)計(jì)在一起，形成阻抗復(fù)合式消聲器，它結(jié)合了阻性和抗性消聲器的優(yōu)點(diǎn)，在較寬頻率范圍內(nèi)具有良好消聲效果。

抗性消聲器是利用腔體內(nèi)部的駐波共振原理來實(shí)現(xiàn)消聲的。但實(shí)際應(yīng)用時(shí)常常在較高頻率時(shí)損失或完全失去消聲效果。在高壓高速氣流存在的場合，消聲器設(shè)計(jì)特別要注意氣流的再生（二次）噪聲。

特定設(shè)備的管道和排氣口需要安裝消聲器以降低空氣動(dòng)力性噪聲，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的氣流特性和噪聲頻率，選擇合適類型的消聲器。未來的消聲技術(shù)會(huì)向“控制方式智能、結(jié)構(gòu)材料多樣和吸聲消聲結(jié)合”的系統(tǒng)性解決方案（例如基于聲學(xué)黑洞效應(yīng)的側(cè)支消聲器）持續(xù)發(fā)展。

4）吸、隔振技術(shù)。

吸振一般指的是在需要振動(dòng)控制的結(jié)構(gòu)上附加一個(gè)或一組質(zhì)量?彈簧系統(tǒng)，使得原結(jié)構(gòu)的振動(dòng)位移趨近于0，而附加系統(tǒng)處在近似共振狀態(tài)，如同原結(jié)構(gòu)所受到的激振力轉(zhuǎn)移到了附加系統(tǒng)上。隔振則是通過隔離振源與其他剛性結(jié)構(gòu)的連接，減少振動(dòng)傳遞，用于降低因振動(dòng)引起的噪聲。對于機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲，可在設(shè)備底部安裝金屬彈簧、橡膠減振墊等隔振元件。在實(shí)際工程中，還需根據(jù)設(shè)備的質(zhì)量、振動(dòng)特性以及安裝環(huán)境等因素，合理選擇隔振元件的類型、規(guī)格和布置方式，以達(dá)到最佳隔振效果。

在需要控制共振或減小聲輻射效率的場合，阻尼材料發(fā)揮著顯著的作用。阻尼是在噪聲源表面粘貼或涂覆阻尼材料，例如阻尼橡膠、阻尼板等，將機(jī)械振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱能，抑制振動(dòng)幅度，從而降低振動(dòng)輻射噪聲。阻尼材料的性能、厚度以及與被阻尼結(jié)構(gòu)的貼合程度等因素，都會(huì)影響阻尼降噪效果。在應(yīng)用中，需根據(jù)具體結(jié)構(gòu)和噪聲特性，選擇合適的阻尼材料和施工工藝。

5）噪聲主動(dòng)控制技術(shù)。

有源噪聲控制是通過幅度和相位可調(diào)的聲源（次級聲源）聲波與需抵消的噪聲（初級噪聲）聲波發(fā)生相消性干涉來降噪，除了具備低頻降噪效果好這一固有特性外，還有系統(tǒng)質(zhì)量輕、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

有源控制器的設(shè)計(jì)方法一般基于維納濾波（Wiener filtering）原理和現(xiàn)代控制理論，前者為目前的主流理論，后者則適合解決聲反饋及初級噪聲的時(shí)變性問題。需注意的是，有源控制器的結(jié)構(gòu)和算法既各自獨(dú)立又相互依存，有時(shí)算法與結(jié)構(gòu)無關(guān)，可在任意結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)，而有時(shí)算法必須與特定的結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來才能實(shí)現(xiàn)。完成有源控制算法的關(guān)鍵步驟是利用次級通路建模，來獲取次級通路傳遞函數(shù)（或脈沖響應(yīng)）。

從上述原理看，主動(dòng)降噪技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在以下主要局限。

1）頻段局限性。

低頻線譜噪聲的控制優(yōu)勢明顯，但高頻噪聲（>1000 Hz）處理能力弱，尤其是對突發(fā)性、無規(guī)律噪聲（如汽車鳴笛）響應(yīng)滯后，系統(tǒng)生成反相聲波的速度難以匹配快速變化的聲場環(huán)境。

2）空間局限性。

局部降噪特征明顯。降噪效果呈現(xiàn)“點(diǎn)對點(diǎn)”特性，僅在特定位置達(dá)到最佳抵消效果，周圍區(qū)域可能產(chǎn)生聲壓增強(qiáng)現(xiàn)象。

3）成本與工程實(shí)現(xiàn)難度的制約。

從拾音、處理到反向聲波生成的整個(gè)過程需在毫秒級完成，對硬件成本要求較高。高性能降噪芯片、多麥克風(fēng)陣列和精密算法共同推高了技術(shù)普及的門檻。

目前最成熟的有源控制技術(shù)有3種場景：有源降噪耳機(jī)、螺旋槳飛機(jī)艙內(nèi)有源噪聲控制和車輛車廂內(nèi)有源噪聲控制。

主動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展趨勢是把有源控制原理和聲學(xué)材料結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，研發(fā)有源?無源復(fù)合式噪聲控制系統(tǒng)，例如有源隔聲罩、有源消聲器、有源振動(dòng)控制等。還可以利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，以及先進(jìn)的傳感器和算法，將更加智能化、自適應(yīng)和高效實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制噪聲源。

綜上，隨著新版《中華人民共和國噪聲污染防治法》的施行，噪聲防治技術(shù)的研究、開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用將會(huì)有更多的進(jìn)步和發(fā)展。在中國，一些影響環(huán)境的新的噪聲源正在得到重視和解決。同時(shí)，噪聲污染也是一個(gè)世界性問題。國際社會(huì)也在通過簽署一系列公約共同致力于減少交通、工業(yè)和社會(huì)生活噪聲。

3 結(jié)論與展望

我們從中國噪聲防治技術(shù)的發(fā)展沿革和當(dāng)前態(tài)勢做了分析和綜述。也借鑒國際先進(jìn)的噪聲治理的技術(shù)、理念和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合中國國情和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段去吸收、采納和應(yīng)用。目前還有一些噪聲控制的難題，例如低頻噪聲的評價(jià)和治理尚未完全解決，夜間累積影響等主觀感受因素未被重視，“達(dá)標(biāo)仍擾民”現(xiàn)象仍舊突出，這需要科技工作者持續(xù)努力，解決好噪聲問題。當(dāng)然還需要從噪聲防治政策、法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)等方面去做全面的努力。

隨著對噪聲機(jī)理研究的不斷深入，也會(huì)有越來越多新的噪聲控制技術(shù)出現(xiàn)。未來的發(fā)展趨勢大致可以呈現(xiàn)出4方面的特點(diǎn)：一是智能監(jiān)測技術(shù)。二是更加注重產(chǎn)品的聲學(xué)設(shè)計(jì)。三是新穎的聲學(xué)結(jié)構(gòu)和材料的研發(fā)。四是智能化和數(shù)字化技術(shù)的加持。

噪聲問題既是社會(huì)發(fā)展衍生的“痛點(diǎn)”，也是推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步，建設(shè)現(xiàn)代文明的“支點(diǎn)”。噪聲治理的剛需對噪聲機(jī)理研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)起到促進(jìn)作用，同時(shí)也反向塑造社會(huì)發(fā)展模式，倒逼治理體系升級、驅(qū)動(dòng)綠色轉(zhuǎn)型、促進(jìn)社會(huì)共治機(jī)制形成。通過各方面的努力，新時(shí)代新形勢下的噪聲污染問題將有望得到根本解決，使中國的噪聲控制水平能夠適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生活水平不斷提高的大趨勢。

本文作者：隋富生、呂亞東、程曉斌、田靜

作者簡介：隋富生，中國科學(xué)院聲學(xué)研究所，噪聲與音頻聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室，中國科學(xué)院大學(xué)物理學(xué)院，研究員，研究方向?yàn)檎駝?dòng)和噪聲控制。

文章來 源 ： 隋富生, 呂亞東, 程曉斌, 等. 中國噪聲防治技術(shù)整體情況[J]. 科技導(dǎo)報(bào), 2026, 44(4): 55?61.

本文有刪改，

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