1、（A）标准修订是否与 ISO 新标准接轨问题 ISO 标准为推荐性标准，ISO2631 为振动的基础性标准，是基于欧美发达国家生活水平、技术水平和仪器研发水平等诸多因素制定的。新的计权网络更加科学的反映了振动和人的关系，与旧的计权网络相比较更真实地反映了振动对人的影响。随着 ISO2361-1：1997、ISO 2361-2：2003 的提出，ISO2361-1：1985 被废除。新版ISO 标准在振动评价方法中考虑了振动对人体健康、舒适度、感觉和运动病等诸方面的影响，与旧版标准相比，更关注人的主观感受。而 ISO2361-1：1985 提出的评价方法是基于等感曲线以及当时采用的“疲劳熟练度降
2、低限”曲线提出的。新版中涉及的 3 处重要修改：三个方向（x/y/z）同时测量加速度和频谱分析；计权曲线的变化；频率范围的变化（由 180Hz 改为 0.1400Hz）。通过讨论交流，与会人员一致认为：城市区域环境振动标准及测量方法修订总体意向应与 ISO 标准接轨，优点包括：现行国家标准具有国际化特点；推动振动影响评价的现代化发展。从我国以往标准化工作经验来看，我国等同采用 ISO 标准的速度在发展中国家位于前列。因此，与 ISO 标准接轨是未来必然发展趋势。但考虑到现实国情，执行 ISO 新标准受到诸多客观条件的制约。（B）仪器的问题 新标准的不足之处在于对配套仪器要求太高，在我国仪器水平
3、条件下不便于推广。旧的计权网络有些简单，在精确程度上和全面性上略显不足；好处在于简便易行。我国目前振动仪器水平还不能精确到 1Hz 以下的水平，现有的仪器都是应用旧的计权网络。如果采用新的计权网络，配套仪器会滞后相应的新计权网络，振动仪的监测标准也会相应的滞后。强制性标准应考虑实用性。与会人分别针对新旧计权网络的产生背景、优缺点、我国技术水平现状、仪器水平现状、1 配套标准进行了讨论，认为：我国现有仪器无法满足 ISO 新标准的测量要求。各监测、研究机构目前在用仪器大多为简单的振动计，无法完成三个方向（x/y/z）的同时测量及频谱测量。而目前市场上符合要求的仪器产品十分有限；ISO 新标准所需
4、的测量仪器缺乏计量标定标准，无法进行仪器验证标定。新 ISO 标准在推出后的一段时期内会吸纳各国的意见反馈，有修订和调整的可能。大家一致认为：新的计权网络是发展趋势，现行的计权网络必将被新的计权网络所代替，但目前来讲新的计权网络的应用还不成熟，不完备，缺少配套的测量仪器。在这种情况下制定我国的城市区域环境振动标准及测量方法，可先确定新计权网络和旧计权网络的计权结果的差异性，经过一定量的测量比较分析找到偏离的程度；进而分析我国是否有必要采用新的计权网络。如果差异不显著，建议保留旧的计权网络；如果差异显著，就要分析新的计权网络目前在我国实施的可行性、存在的技术难点和人力物力的支出。如果目前采用新的
5、计权网络难度过大，建议仍然采用旧的计权网络。（2）2007 年 10 月 22 日，编制组召开了第二次准备工作会议。会议主要分析了 ISO 提出的 85 版和 97 版新旧两条计权曲线的异同，指出了新标准中采用新计权曲线的必要性和可行性。与会人员经讨论后对采用新的计权曲线达成共识。在之后的时间里与会人员对工作报告中提出的“标准的适用范围”、“标准评价量”、“频率范围”、“测点位置”展开了讨论。讨论的结果为：环境振动标准中主要考虑起铅直 z 方向，同时兼顾 x 和 y 水平方向；新标准中的频率范围由于测量仪器设备的原因仍沿用老标准中的180Hz；由于工厂企业从城市到农村的转移，农村应该纳入到标准
6、实用范畴；对于测点位置，仍然沿用老标准中的位置表述；评价量仍然沿用振动级。（3）在确定采用新计权曲线后，杭州爱华仪器有限公司发挥了仪器设备方面的专业优势，在尽可能短的时间内开发了可以进行不同频率计权的测量仪器，保证和方便了课题组开展工作。（由于仪器开发需要一定的周期，导致本项目完成时间的推延。）（4）课题组在全国范围内对各类典型的环境振动源进行了调查。主要的调查地点包括有：北京、广州、沈阳、西安、佛山、重庆、黄石、芜湖、襄樊、铜陵等多个城市，对各种工业设备、爆破、道路、铁路、城市轨道、社会生活设备、工地施工等类型的振动源及其环境影响进行了多方面的测试，搜集了大量数据。其中，重点针对城市轨道交通
7、这种新型振源，课题组在北京、广州等主要城市进行了重点的调研，合共 79 个地面监测点。调查对象包括了地铁、轻轨这两种主要的城市轨道形式，进行了包括列车出站、进站以及匀速行驶等不同情况下的振动测量，同时对振动水平距离衰减等内容进行了测试。（5）2009 年 11 月 26 日在环保部召开了国家环境保护标准开题论证会，会上论证委员会听取了标准主编单位所作的标准开题论证报告和标准初稿内容介绍，经质询、讨论，形成以下论证意见：城市区域环境振动标准及测量方法 是对城市区域环境振动评价的一项重要标准，对城市区域环境振动的测量、评价和管理有重要意义。标准编制单位所提供的报告，包括本标准编制目的意义、国内外的
8、相关标准制定现状和发展趋势以及标准编制的原则，资料全面完整，符合开题报告。报告对国际和我国的环境振动标准体系的现状以及本标准在标准体系中的作用作了较为详细的分析，提出了我国现行国标中存在的一些问题和意见。本次标准修订的定位、适用范围符合我国国情，主要内容及编制标准的技术路线具有科学性和可行性。2 2 标准修订的必要性 1988 年颁布实施的城市区域环境振动标准（GB 1007088）以及城市区域环境振动测量方法（GB 1007188）（以下统一简称“原标准”），较好地反应和顺应了当时我国人民群众对城市环境振动的基本要求和诉求，为相关部门的管理提供了依据，为控制城市环境振动污染提供了支持，促进了
9、噪声与振动控制产品、技术的开发，为环保工作作出了贡献。但是随着经济发展和社会进步，城市环境已经发生了巨大的变化，出现了很多新的情况和问题，原标准存在的一些问题也逐渐显现。同时，标准中的一些规定也严重滞后于相关科学领域的发展步伐。2.1 新环境振动问题和振动源的出现 近年来，我国许多城市进行了大规模的城市交通网络基础建设，新修了大量的道路、轨道和铁路交通，促进了城市经济的发展，方便了人们出行，但也带来了人们对自身所处环境变化的忧虑，出现了一些新的环境振动源，如城市轨道交通、城际高速铁路等，不但其振动特性有所变化，而且也带来了原标准的适用和执行的问题，如城市轨道交通线路周边地区的环境功能区的界定，
10、相关的振动测量方法和适用的环境限值等。原标准在这些方面缺乏具体的条款，存在相关表述模糊、针对性不强的问题，给实际工作带来困难，引致许多分歧和争议的出现。2.2 适用范围的局限性 原标准只适用于城市区域的环境振动问题。但是，随着经济发展，农村地区人们对生活质量的要求越来越高，同时，大量工厂迁至农村，产生的环境振动问题逐渐受人关注。新颁布的声环境质量标准也已把农村地区纳入标准的适用范围。从以人为本的指导思想出发，将适用范围扩大到农村地区。2.3 滞后于国际标准的发展 原标准在振级的定义上引用了国际标准 ISO 2631-1：1985 的频率计权曲线，在测量仪器的性能要求方面引用了国际标准 ISO/
11、DP 8041-1984。但是，国际标准化组织已于 1997年与 2005 年分别对这两个标准进行了修订，并颁布了新的 ISO 2631-1 与 ISO 8041，同时，这两个标准已分别于 2007 年和 2009 年为我国等效引用。因此，原标准与这些国际和国家标准的发展存在较大的滞后性。2.4 测量方法的一些表述滞后于仪器技术的发展 原标准中的某些条款是根据当时的仪器状况制订的，但随着数字化仪器的普及，某些地方的表述完全可以简化。例如无规振动的测量方法，“每个测点等间隔地读取瞬时示数，采样间隔不大于 5s，连续测量时间不少于 1000s，以测量数据的 VLz10 值为评价量。”这样的表述虽比
12、较详细，但也相当繁琐。在使用数字化仪器的情况下，该表述不但可以简化，更便于理解，同时也可以做得更加严格、规范。3 3 标准主要技术内容 3.1 适用范围 原标准只规定适用于城市区域的环境振动问题。但是，近年来，随着乡村地区城镇化的深入，乡村地区出现了各种工业、商业活动，带来了不少的振动问题，出现了一些环境振动投诉事件。同时，也参考了新颁布的声环境质量标准扩展其适用范围至乡村地区的做法和精神，新标准的适用范围也将覆盖乡村地区，使之更具广泛的意义。原标准中，仅对铁路和城市交通干线道路两侧（指车流量每小时 100 辆以上的道路两侧）给出了标准数值，根据我国城市的最新发展，修订后的标准适合所有类型交通
13、干线，包括高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、内河航道、城市轨道交通两侧区域，铁路干线两侧区域等。新标准针对环境因素引起的地面或建筑物结构振动对人的影响，而由于身体或身体部位与机械设备或其他振动源发生接触，受到振动影响的，不在本标准的适用范围内。3.2 规范性引用文件 原标准不包含这部分内容，新标准将列出标准中引用的所有标准文件。3.3 术语、定义 新标准的适用范围将扩展至乡村地区，为此增加了“乡村”的定义。同时，结合环境保护工作的常用语习惯，增加了“昼间与夜间”、“振动敏感建筑物”、“城市与城市规划”及“交通干线”等定义。此外，关于振级的定义，新 标准 沿用原
14、标准 的表述，但修改其中“ISO 2631-1:1985”为“GB/T 13441.1-2007”，后者为等效引用了 ISO 2631-1:1997 的推荐性国家标准。虽然GB/T 13441.1-2007 规定的全身振动已没有 Z 计权因子，但如果计权曲线和评价量的表述方式都改变，对于标准的使用者而言变化太大，不利于新旧标准的平稳过渡，因此评价量仍表述为 Z 振级。zVL3.4 环境振动 Wk 计权因子 标准中增加了“环境振动 Wk 计权因子”一节，GB/T 13441.1-2007 的表 3 给出了0.02Hz400Hz 的频率计权值，由于国内仪器制造能力的限制，并考虑到与原标准的衔接，本
15、标准仍采用 180Hz 的频率范围，标准的表 1 列出了每个频段对应的 Wk 计权因子具体取值。3.5 振动功能区划 新标准删除了原标准中“适用地带范围”的概念，同时，参考声功能区划的概念，增加了“振动功能区划”一节，明确了各振动功能区的含义，可作为实际划分的原则。实际应用中，建议振动功能区划与声功能区划保持一致。根据环境振动的控制和管理经验，4 环境噪声和环境振动经常是伴随产生的物理污染，采用和声环境质量标准相同的功能区划分，有利于污染防治和管理。新标准采用的振动功能区，实质上仍为原标准的各类限值“适用地带范围”，但是，将城市交通干线与铁路干线统一为交通干线，为“4 类环境振动功能区”，使标
16、准在概念和理论结构上更为完整和统一。但考虑到既有铁路干线划分的历史做法和现实的特殊性，因此，4 类功能区又分为 4a 与 4b 类，以区分铁路干线与城市交通干线。值得强调的是，这里明确了城市轨道交通为两侧区域划分为 4a 类环境振动功能区。3.6 环境振动限值 针对不同的环境振动功能区，新标准给出了各个功能区在昼间和夜间的标准限值。由于新标准采用了新的频率计权曲线，原有的环境振动限值有必要进行调整。课题组在标准修订实践过程中发现，同一振动源振动监测，采用新的频率计权后，振级相比增加2.54 dB。进一步的分析表明，对于具有相同频率成分的振动，在一定振动强度范围内（100dB 以下），新、旧计权
17、曲线后的振级的差值基本相同。根据大量的监测数据，采用新的计权曲线，振级的加权平均增加量约为 3dB。由于原标准限值是在大量主观调查基础上给出的，而目前的条件下，针对新曲线的主观调查不易于展开；同时，考虑到采用新计权后，振级增加量较为稳定，因此，新标准中昼间限值的数值仍为原标准限值，实际是新的标准限值比原标准严苛了 3dB 左右，对于 0类、1 类、2 类、3 类、4b 类夜间的限值数值进行了调整，相应比原标准严苛了 5dB 左右。工作组对 1526 次有效的监测数据，按不同的频率计权曲线计算，统计了不同振源的超标情况，如表 1 所示。根据表 1 的统计，若采用新的频率计权曲线，在不改变限值的情
18、况下，超标的个案将增加约一半，其中，新增超标的个案主要集中在城市轨道交通振动方面。从调查的实际情况来看，城市轨道交通引起的振动正是目前社会最为关注的一类环境振源，引起的社会投诉也比较多。以城市轨道交通作为典型例子，在调研过程中发现：振动即使处于原标准限值的水平之下，但是人们仍产生厌恶感；根据经验，当振动水平处于现行限值3dB 以下时，排除其他主观因素，大部分个案基本不再对振动产生反感情绪，能表示基本接受，或没有了振动的感觉。由此可见，由于人们对生活环境质量越来越敏感，要求越来越高，标准限值有了进一步严格 3dB 的要求趋势。使用新频率计权曲线，刚好可以大致满足这个实际情况。因此，采用新的频率计
19、权曲线，不但能够跟进国际标准的发展，也正好能反映了人们对环境要求的实际感觉、实际情况。对于夜间限值的调整主要考虑，对城市轨道交通振动的投诉有增长的趋势，特别是地下段，而夜间振动本底值一般较小，人对于地铁运行产生的振动相应更为敏感，目前越来越多的地铁线路穿行敏感建筑地下，由此产生的固体传声相应增加，应该加强此类振动的控制，调研结果表明通过现有技术措施的实施完全可以将地铁振动控制在标准限值以下。表1.新频率计权曲线对超标比例的影响 振源 数据量 占数据总量 原超标比例 新超标比例 城市轨道振动 792 49.7%46.0%67.8%道路振动 699 43.9%1.4%3.3%冲击振动 25 1.6
20、%8.0%24.0%稳态振动 77 4.8%10.4%13.0%总计 1593-25.2%37.7%3.7 环境振动监测要求 5（1）测量方向只要求铅垂向 z 方向。图 1 是一次监测中同时记录得到 x、y 和 z 三个方向的典型振级曲线，x、y 为水平方向，z 为铅垂方向。表 2 则列出了轨道交通、道路交通、冲床等引起的振动，水平和铅垂方向的典型振动值。从图 1 和表 2 可以看到，z 方向振动明显高于水平方向振动。根据监测统计，目前环境振动的绝大部分情况，仍以 z 方向振动为主。当敏感点与如冲床等冲击振源距离较近时，监测得到的 z 方向振动与水平方向振动比较接近，而一些如爆破产生的强烈振动
21、事件，甚至出现水平振动高于铅垂向振动的情况。因此，对于水平振动问题，有如下几点说明：在绝大部分情况下，水平方向的振动衰减快，影响范围小，在振源一定距离外，水平方向的振动能量远低于铅垂向振动；对于环境振动源，存在两种水平方向振动较高的情况，一是敏感点与振源距离较近，水平振动成分仍然较强，同时也伴随着较大的铅垂向振动成分，如表 2 中的冲击和小型爆破两项数据；对于这种情况，只对铅垂向振动进行监测，仍可判断振动是否符合振动环境质量的要求。另一种情况则是由于高层建筑物对振动的放大作用，在高层室内出现较强的水平向振动；这种情况较为特殊，它不仅仅与振源的强度和成分有关，还与建筑物的基础、结构、组成和大小等
22、因素有着紧密而复杂的关系，对此，目前尚没有明确的、一致公认的普适的研究成果，而且，这种情况的出现比较少，也可能超出了环保标准的范畴，所以，新标准暂不对此提出要求。虽然 ISO 2631 中要求对垂直和水平等三个方向同时进行测试，但是，由于 ISO 2631是针对人体受全身振动影响评价的基础性文件，涵盖了从环境保护到职业卫生、从建筑物内到建筑物外、从人体健康到人体感觉、运动病等等多个方面，因此，其测量方法的规定十分详细和严格。针对环境振动领域，基于前述两点的原因，结合实际情况和标准的可操作性，新标准将沿用原标准对测量方向只是铅垂向 z 方向的要求。表2.几种不同振源在水平与铅垂向振级大小对比 振
23、源类型 与敏感点距离/m 铅垂向 z 振级/dB 水平向振级/dB 轨道交通 20 71.9 46 道路交通 30 50.6 40.1 冲床 15 72.3 71.4 小型爆破 10 86.1 84.3 6 图1 水平与铅垂向振级时变曲线（2）由于原标准引用的 ISO 8041：1985 已为 ISO 8041：2005 替代，而后者已于2009 年为我国等效引用为 GB/T 23716-2009，因此，新标准要求测量环境振动的仪器性能需符合 GB/T 23716-2009 的相关条款规定。（3）新标准将“拾振器的灵敏度主轴方向应与测量方向一致”的表述，修订为“拾振器的灵敏度主轴方向应保持铅垂
24、方向”。这是因为，标准已规定测量量为铅垂方向的振级VLz，因此，测量方向只能为铅垂方向，表述上可以直接作出明确的规定。（4）新标准增加了“测量应在无雨雪、无雷电的天气环境下进行”的条款，强调了测量环境的要求。（5）7.4.3 为新增条款，由于某些环境振动源往往具有周期性，因此，要求环境振动监测应选择合适的时段进行，使监测结果能反映振动的最大影响程度。原标准制订时，测量仪器主要为模拟电路设备，因此，为求准确，在测量方法的表述上较为繁琐。目前，数字式仪器已非常的成熟，它操作简便，能实现许多模拟式仪器难以完成的功能，已广泛应用到所有各种监测领域中。因此，新标准在数字化仪器的基础上，结合实际的情况，对
25、测量方法进行了若干修订。例如，删除了“示数”等用语，简化了表述，直接规定了各种振动类型的评价量。（6）无规振动的测量时间由原标准的“不低于 1000 秒”调整为“不低于 10 分钟”。由于标准采用 VLz10 这一具有统计意义的量作为无规振动的评价量，因此，测量时间的长短是影响测试结果的一个重要因素，若测量时间过短，可能导致监测值过高；而测量时间过长，则容易使监测值偏低。因此，无规振动的测量应选择在振动对环境影响最大的时间段内测试，并确保有足够的数据量。由于数字仪器的应用，监测的数据数据量一般能得到保证。目前无规振动主要由道路交通引起，而其中可能产生使人感觉到持续振动的主要是车流量稳定，大型车
26、辆较多的路段。根据大量监测的结果，如表 2 所示，监测时间高于 10 分钟时，监测值已较为稳定，足够反映出一段时间内的道路交通振动水平。因此，大部分情况下，10 分钟的监测便可满足要求；但是，监测人员也应根据现场实际情况，适当地延长监测时间，使结果能满足统计学上的要求，反映出振动对环境的实际影响。7 表3.不同测量时间的 VLz10 值 测量时间 序号 5min 10min 15min 20min 1 55.2 56 56.3 56.4 2 52.7 50.8 51.5 51.5 3 55.7 56.1 55.8 55.9 4 64 65.1 65.2 65.5 5 55.7 56.1 55.
27、8 55.9（7）为了提高测量的效率，铁路振动测量的列车数由原来的 20 趟下调至 10 趟。同时，针对一些行车较少的线路，为避免监测时间过长，增加了“若两小时内列车次数不足十次的，按实际通过车数测量”的要求。同时，根据国家环境保护部 2004 年 182 号文关于铁路振动测量方法适用标准问题的复函的要求，增加了“应按在距离敏感点最近的轨道运行的列车进行监测”的要求。（8）明确了城市轨道交通振动的测量方法与铁路振动相同。这是因为，城市轨道交通与铁路交通具有较大程度的相似性，其产生的振动，无论在机理上，还是在时域与频域上的特点都与铁路振动较为相近，所以新 标准 对城市轨道交通采用与铁路振动相同的
28、测量方法。一些研究或文献曾指出，对于城市轨道交通振动或铁路振动，宜采用列车通过时间内的VLz10 或 VLzeq 作为评价量，而最大值 VLzmax 作为参考使用。对此，作如下两点说明：对于列车通过的时间比较短的情况（如高铁通过时间一般在 38 秒，城市轨道列车通过时间一般在 48 秒等），VLz10 或 VLzeq 的值对测量时间的长短比较敏感，而且列车通过前后，振级变化往往较大，因此，测量时对时间的控制要求比较高。但是，在可操作性层面上，对于“列车通过时间”的定义或界定本身是困难的，尤其对于地下轨道来说，通过地面的直接监测而确定“列车通过时间内”是几乎没有可靠的可操作性。而对于测量最大值V
29、Lzmax，就不需要对此进行准确的定义和说明，并具有很强的可操作性。在时域上，如图 2a 所示，火车列车经过时产生较大的振动，在列车刚通过监测点时，产生一个振动峰值，其后振动按一定周期波动；如图 2b 所示，这是地下轨道列车通过时，在地面记录到的振级时域谱；由于土层的缓冲作用，振动的时域图没有出现图 2a 中的周期性波动，呈现出起伏不平的变化。从这两张时域图可以看到，火车列车通过时产生的振动不是一种平稳的振动，但也不是完全无规律的随机振动，而是伴随着冲击性振动成分的振动过程。众所周知，人体对振动的变化最为敏感，尤其是冲击型的振动，列车经过时产生的任何一个高振级冲击都会使人感到不适。因此，虽然在
30、理论上，VLzmax 不能代表振动能量的实际大小，但是，却能反映出人体受振动干扰的最强烈的情况；因此，使用最大值 VLzmax 对列车振动进行评价恰是合理的。8 a 火车通过时记录到的振级时域图 b 地铁通过时记录到的振级时域图 图2 铁路和地铁列车通过时的典型振级时域图 3.8 环境振动功能区的划分 由于新标准对振动环境功能区有了明确的规定，因此，增加了“振动环境功能区的划分要求”一节。考虑到环境振动与噪声有较高的相关性和相似性，因此，提出“振动环境功能区的划分参照 GB 3096-2008 的要求进行”的条款。4 主要国家、地区及国际组织相关标准研究 4.1 主要国家、地区及国际组织相关标准 9 多年来，国际标准化组织以及一些发达国家在振动对人的影响方
