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[科普中国]-建筑电磁屏蔽

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建筑电磁屏蔽是对需要隔离电磁波干扰和防止电磁波外泄的建筑物(更多的是这种建筑物中的部分空间)所采取的建筑技术措施。

简介建筑电磁屏蔽是建筑设计中所采取的隔离电磁波干扰和防止电磁波外泄的技术措施。电磁屏蔽技术是 20 世纪40 年代发展起来到 50 年代日趋完善的。其作用一是防止外来电磁波干扰,二是防止室内电磁波外泄。电磁波按照干扰作用的特性,分为静电感应、磁力线和电磁波干扰三类,根据它们的特性,在建筑空间内采取相应的构造措施,将高导电率的金属材料作成各种形式的壳体或网罩同外围护结构结合在一起,使之具有隔离电磁波的性能。按空间的构成形式,分为固定式、活动房间式、装配笼式、挂贴式(即在室内表面挂贴金属板材)和外套屏蔽层房间式。金属外壳的构造可采用金属平板、带孔金属板、单层或双层金属丝网、金属板与金属丝网复合层及蜂巢形金属网。1

50 年代以来,电磁屏蔽技术和建筑屏蔽设计日趋完善。目前正在研究和应用的有金属粉喷涂层、金属薄膜铺贴层,以及具有屏蔽效能的设备和自动控制电源的高效屏蔽室。

应用范围建筑电磁屏蔽应用于两个方面:

一是防止外来电磁波干扰,保证科学实验的准确性和工业产品的质量,如电视接收机测定,精密电子元件测试,电子显微镜操作等;

二是防止室内的电磁波外泄,被截获而造成失密。微波雷达运转,光学通信试验,超大规模集成电路研制,导弹制导系统调试和预警系统测定等,都要防止电磁波外泄。

特性和分类电磁波按照干扰作用的特性,分为静电感应、磁力线和电磁波干扰三类。建筑电磁屏蔽就是根据电磁波的特性,在建筑空间内采取构造措施,将高电导率的金属材料,作成各种形式的壳体或网罩同外围护结构结合在一起,使建筑空间具有电磁屏蔽的性能。其形式按空间的构成分为固定房间式、活动房间式、装配笼式、挂贴式(即在室内表面挂贴金属板材)和外套屏蔽层房间式;按金属外壳与构造分为金属平板的、带孔金属壳板的、单层或双层金属丝网壳体的、金属板与金属丝网复合壳体的和蜂巢形金属网壳的屏蔽室。

屏蔽室设计屏蔽室的屏蔽材料、结构、构造、空间形式的选择,应根据操作对电磁屏蔽的要求和构造进行电导率、磁导率、电磁干扰波衰减值的计算,并综合考虑材料来源、造价、施工和使用检修等各种要求来确定。一般采用易于屏蔽的小空间,不设窗或少设窗,尽量减少管线穿越洞口数量和面积,使用合金网壳和复合层构造代替价格高的金属,以降低建筑造价。

材料和构造不同频谱的屏蔽室应采用不同的屏蔽材料和构造。将金属板预埋在外围护结构层内的作法,屏蔽性能较好,但金属用量大,造价较高。金属带孔板饰面的作法,造型效果较好,并能减轻自重和节省金属用量,但造价也高。金属丝网片满铺在室内粉刷层中的作法,用金属量少,施工方便,但防电磁波渗透的作用较差。金属粉喷涂在室内表面形成屏蔽壳的作法,是一种金属用量少、施工快而方便的新技术,但密实性、耐久性较差。

缝隙处理这是屏蔽室设计的重要环节。为了堵塞可能渗透电滋波的漏洞,对不同墙面交接、门窗洞及其同墙面搭接、空调和电源管线穿越墙体的孔洞、金属板(网)焊接处等的缝隙,都需要采取附加屏蔽措施,如加金属板(网),加填金属丝布的泡沫塑料压缝条、焊锡,引线接地,装梳形弹簧片、蜂巢形波导管、电源滤波器等。图示为一中频屏蔽室,室内顶棚面、墙面和地面构造层内、门窗扇内均铺设 0.4毫米厚的28号镀锌铁皮。为了不形成电磁波渗透的孔隙,在所有管道洞口、门窗边框和门窗扇相互搭接处,均设置外包紫铜丝布的泡沫塑料压缝条,阻隔电磁波。在进入室内的管道口处,加设电源滤波器,既不影响管道通过,又能阻止电磁波出入。

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学