提高電磁屏蔽室屏蔽性能的工藝流程

郭英旭

（陜西廣天科技有限公司，陜西 西安 710054）

電磁屏蔽機(jī)房是目前使用最多的電磁屏蔽設(shè)備，遍布科研、測試、通信和軍事等行業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電磁屏蔽室越來越成為現(xiàn)代社會不可或缺的工作環(huán)境。屏蔽技術(shù)的提高和屏蔽材料的開發(fā)，外部環(huán)境的電磁發(fā)射功率越來越大，頻譜越來越寬，接受設(shè)備越來越靈敏，這就對我們的電磁屏蔽室內(nèi)外通信和信號傳輸提出了更高的要求，尤其對于施工單位，有哪些成功的經(jīng)驗？有哪些改進(jìn)的措施？需要我們對新型的施工工藝流程有新的認(rèn)識。

1 設(shè)計階段

屏蔽室是一個六面體，它四壁的天花板、地板均采用金屬材料。它的功能一是防止外部電磁信號的干擾，二是防止室內(nèi)大功率高頻裝置向外泄露[1]。

電磁屏蔽機(jī)房在我國最早用于國家職能部門，包括軍事單位。我國市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不少私企也需要使用電磁屏蔽機(jī)房，特別是科研和科技企業(yè)。他們用于防電磁輻射，用于企業(yè)的電磁兼容性試驗，用于企業(yè)的保密信息屏蔽[2]。我國從事屏蔽機(jī)房建設(shè)的企業(yè)并不多，具有屏蔽機(jī)房系統(tǒng)集成資質(zhì)和屏蔽機(jī)房甲級資質(zhì)的企業(yè)更少，并且還要有涉密資質(zhì)，所以有些用戶采用分包施工。不論是國企還是私企，不論是分包還是系統(tǒng)集成，設(shè)計和施工單位必須要具備國家規(guī)定的資質(zhì)。

承接屏蔽工程建設(shè)的企業(yè)在接收工程前后，應(yīng)該實行銷售人員向公司總經(jīng)理一人報備制，防止出現(xiàn)工程價格偏差，給設(shè)計人員帶來不必要的施工圖紙的修訂問題。電磁屏蔽機(jī)房一般都涉及保密數(shù)據(jù)，工程部應(yīng)該把項目涉密信息交底，以便設(shè)計人員確定知悉范圍、介質(zhì)管控、材料選定的掌控。

設(shè)計人員根據(jù)用戶要求設(shè)計施工圖，設(shè)計的要素除機(jī)房的尺寸和機(jī)房殼體的材料外，還包括機(jī)房的配置和裝修。機(jī)房的配置為屏蔽門、濾波器、波導(dǎo)窗、空調(diào)、空調(diào)波導(dǎo)管和光纖波導(dǎo)管等。裝修的材料為地面靜電地板，墻面彩鋼板，頂面鋁制板等。設(shè)計人員需要和用戶方多次溝通，精確選定配置器件。機(jī)房裝修的尺寸、型號、規(guī)格、數(shù)量，設(shè)計人員可以提出多種配置方案供用戶選擇。比如波導(dǎo)窗的數(shù)量，雖然有屏蔽機(jī)房波導(dǎo)窗數(shù)量的計算公式，但最終也要和用戶確定。當(dāng)然，設(shè)計圖中必不能少的還有機(jī)房的消防設(shè)施包括排煙窗泄壓窗和機(jī)房的防雷接地裝置。至于機(jī)房的造價成本，設(shè)計圖紙可不必標(biāo)明，由工程部根據(jù)圖紙核算，但設(shè)計前設(shè)計人員應(yīng)該和工程部溝通，以免材料計算成本偏差太大。

屏蔽機(jī)房是一項有高科技含量的復(fù)雜工程，它涉及到多種工種和學(xué)科，一個機(jī)房的設(shè)計圖紙往往達(dá)到60～70頁，加上方案說明，常常是一部厚厚的資料，需要設(shè)計人員反復(fù)核對確定。

2 選材階段

國內(nèi)有不少廠家生產(chǎn)符合設(shè)計要求的屏蔽材料，但屏蔽材料的改進(jìn)和更新?lián)Q代日新月異，還有一些新型屏蔽材料的出現(xiàn)，在不增加總體工程成本的前提下，盡量選購新一代屏蔽材料。

一般情況下，工程采購會按圖紙表明的數(shù)量、規(guī)格、型號采購，但出現(xiàn)材料價格較大變動時，就需要和有關(guān)各方協(xié)商。特別是近幾年金屬材料價格瘋漲，鋼材由3 000元/t漲到了7 000元/t，銅材漲得更厲害。這需要我們的商務(wù)人員、設(shè)計人員和材料采購提前與用戶溝通，認(rèn)真應(yīng)對。

電磁屏蔽必須屏蔽電場和磁場，通常都采用低電阻率的導(dǎo)體材料?？臻g電場波在射入到金屬體表面時，會產(chǎn)生反復(fù)的反射損耗和吸收損耗，使電場能量大大衰減，從而達(dá)到屏蔽的目的[2]。

目前，機(jī)房殼體絕大部分用戶都采用國標(biāo)（GB）冷軋鋼板，常用規(guī)格有1*2*0.002（m），也有大板1.25*2.5*0.003（m）。一般由鋼板生產(chǎn)廠家把鋼板發(fā)往用戶，但材料采購員不可掉以輕心，須用千分尺到現(xiàn)場測量，鋼板的厚度一定要在GB的誤差范圍之內(nèi)。特別要注意的是，千萬不可訂購成熱軋鋼板，熱軋鋼板熱軋后，在常溫空氣中迅速冷卻，近似于淬火，鋼板分子呈馬氏體結(jié)晶，硬度增高，焊接質(zhì)量不高[3]。

還有屏蔽機(jī)房用的各種規(guī)格的電線，由于電線非標(biāo)生產(chǎn)廠家大量存在，需要我們采購人員格外注意。非標(biāo)電線普遍價格低，但從電線的絕緣表皮和金屬芯的粗細(xì)很容易判斷出來，這類電線在科技含量高的屏蔽機(jī)房是不能使用的[4]。屏蔽機(jī)房的用電電流和屏蔽機(jī)房的面積成正比，有16 A、50 A和63 A，面積大的屏蔽機(jī)房電流能達(dá)到200 A以上。所以，屏蔽機(jī)房的電線必須用GB產(chǎn)品，廠家要有合格證和檢驗報告，千萬不可貪圖便宜濫用非標(biāo)產(chǎn)品。

屏蔽機(jī)房還要用一種材料叫彩鋼板，用于屏蔽機(jī)房的外飾。彩鋼板過去的叫法比較實際，叫做金屬面夾芯墻板。表面漆膜采用機(jī)能涂裝，金屬面采用0.5 mm或0.6 mm的鋼板，鋼板內(nèi)裹泡沫制成[5]。這種夾層彩鋼板重量輕，價格低，但它最大的問題是強(qiáng)度差，不阻燃?，F(xiàn)在普遍采用了外層鋼板內(nèi)層石膏板的新型彩鋼板，雖然價格偏高，但強(qiáng)度好，阻燃，壽命長。屏蔽機(jī)房的外飾維保期過后難免會出現(xiàn)更換、維修問題，用戶要自掏腰包，所以從長期來看是劃算的。這類彩鋼板生產(chǎn)廠家很多，江蘇、河北、浙江都有生產(chǎn)，質(zhì)量都過關(guān)，方便選用。彩鋼板的名稱雖然叫彩鋼，但廠家的產(chǎn)品多在鋼板的外表面噴上了白色的油漆。如果用戶想用其他顏色作為屏蔽機(jī)房的外表顏色或者用戶有屏蔽機(jī)房外表圖案的設(shè)計，和彩鋼板的生產(chǎn)廠家協(xié)商應(yīng)該可以做到，且成本并不會增加多少。

彩鋼板作為機(jī)房墻板有模塊化、可拆裝、可重復(fù)循環(huán)使用、便于安裝和墻體走線等特點，內(nèi)飾防火隔音石膏板，價格較低，目前市場上大量采用。

屏蔽機(jī)房內(nèi)部的地板用防靜電地板，他和頂棚用材主要起機(jī)房內(nèi)部裝飾之用，對屏蔽機(jī)房的性能改善不會起到多大的影響，但它對防火安全至關(guān)重要。河北、江蘇等地有廠家生產(chǎn)防靜電地板型材，規(guī)格基本都是60 cm×60 cm，有全鋼防靜電活動地板，陶瓷防靜電活動地板，硫酸鈣/硅酸鈣防靜電活動地板，德式復(fù)合防靜電地板等。這類型材的基材結(jié)構(gòu)基本相同，大多是表面用不同材質(zhì)的板材，內(nèi)部填充物用優(yōu)質(zhì)國標(biāo)（GB）425#水泥填充，也有優(yōu)質(zhì)硅酸鹽水泥或硫酸鈣水合物、木纖維壓制而成。設(shè)計選擇時，主要要考慮兩點，一是防靜電活動地板的屏蔽性能，二是價格。無論選擇哪一種，都必須同時訂購配套的防靜電活動地板金屬支架。

由此看來，屏蔽機(jī)房僅防火一項的要求，地板的價格不菲。為了降低價格，有科研單位正在研制可以不用金屬支架的屏蔽水泥。上市后，如果價格低，可以先行試用。

屏蔽機(jī)房常用的頂棚用材是鋁制板，有長條形和方型2種，又分有孔和無孔，有孔的孔徑Φ0.2 mm，有多種顏色可選。機(jī)房室內(nèi)無外來光線且通風(fēng)不好，中型機(jī)房多采用白色方型帶孔鋁制板。機(jī)房漂亮的內(nèi)飾有心理暗示作用，可以減少機(jī)房工作人員的心理壓抑和疲勞，值得我們設(shè)計人員重視。還有用戶喜歡在內(nèi)飾上更具現(xiàn)代氣息一些，設(shè)計師可以推薦市面上生產(chǎn)的PVC貼面花色或HPL貼面花色，這樣的內(nèi)飾更像是普通的辦公室，減少工作人員身居鐵殼機(jī)房的心理壓力。

3 施工階段

施工是屏蔽機(jī)房建設(shè)最核心的流程，直接關(guān)系到屏蔽機(jī)房屏蔽的效能。所以施工必須成立項目經(jīng)理部，委派項目隊長，確定施工人員。如果工程有涉密項目，工程部要對施工人員項目保密培訓(xùn)。項目隊長及時準(zhǔn)備施工設(shè)備，參與項目交底和施工圖會審。

施工前，材料必須進(jìn)場。有的承建單位通過物流或快遞運送材料，這種方法簡單省力，但到貨時間不能準(zhǔn)確保證，影響工期。最好的辦法是承建單位專車派送，這樣可以保證開工日期，避免人力浪費。

材料到場后，項目負(fù)責(zé)人要親自接收和領(lǐng)取，保證材料的質(zhì)量、數(shù)量和品牌符合設(shè)計要求。需要注意的是，材料一定要存放在用戶指定的地點，比如棚子或庫房。甲方或乙方商定，指定專人看管，專人負(fù)責(zé)履行材料進(jìn)出登記手續(xù)，避免丟失或損壞影響施工。

施工前，項目經(jīng)理必須對施工人員進(jìn)行安全教育和保密教育。施工中，施工人員必須嚴(yán)格按照公司規(guī)定嚴(yán)謹(jǐn)施工，比如戴安全帽，帶護(hù)目鏡，穿工作服，不準(zhǔn)攜帶手機(jī)，更不允許拍照。

項目監(jiān)管是施工階段的重要組成部分，分外部監(jiān)管和內(nèi)部監(jiān)管。外部監(jiān)管是制定工程的規(guī)章制度，要求現(xiàn)場施工人員每天寫工作日志，拍攝現(xiàn)場施工圖片，發(fā)布在公司工作群中，向公司領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)人員匯報，有問題在群中就可以解決。內(nèi)部監(jiān)管是工程項目經(jīng)理施工現(xiàn)場監(jiān)管，每天駐場監(jiān)管，發(fā)現(xiàn)問題現(xiàn)場及時糾正。內(nèi)部監(jiān)管的項目主要有：涉密人員現(xiàn)場表現(xiàn)管理；檢查制度規(guī)定范圍內(nèi)的項目資金使用；施工進(jìn)程；施工質(zhì)量；安全；施工工藝等執(zhí)行情況。定期進(jìn)行施工現(xiàn)場進(jìn)展通報，包括階段通報、問題通報、事故通報等，特別是按圖施工。項目負(fù)責(zé)人定期向主管領(lǐng)導(dǎo)寫進(jìn)度報告。確保施工進(jìn)度按計劃進(jìn)行。

屏蔽機(jī)房的金屬殼體由鋼板焊接而成，因此，屏蔽機(jī)房的焊接不同于一般的電焊。一般的電焊要求的是鋼板連接的堅固，屏蔽機(jī)房要求除連接堅固外，還要求焊縫的嚴(yán)密不漏點，確保電磁信號不侵入不泄露。焊接一般采用人工焊接，用二氧化碳保護(hù)焊。鋼板的拼接處留有3 mm空隙，工藝采用氬弧焊，搭邊焊。

屏蔽機(jī)房的接地是施工中的重要環(huán)節(jié)。接地技術(shù)是防止電磁干擾，增加電子設(shè)備兼容能力，提高設(shè)備可靠性的重要方法。設(shè)備和系統(tǒng)的接地，其目的有兩個：一個為設(shè)備或系統(tǒng)提供一個信號電壓的公共參考點；二是為了人身和設(shè)備的安全。接地方式可分為單點接地，多點接地和混合接地等[6]。電磁屏蔽的屏蔽體必須良好接地，使屏蔽體和大地同電位，避免產(chǎn)生對地電容造成干擾。屏蔽體接地的方法不同于電子設(shè)備的接地，它關(guān)乎屏蔽體整體的安全和工作人員的安全以及屏蔽效能是否可靠，電磁屏蔽體的接地是單獨接地，即單點接地。為保證接地可靠，要選擇專門的金屬接地器材，比如接地棒、接地模塊、接地銅排、接地扁鐵等。

電磁屏蔽室的結(jié)構(gòu)除整體的殼體和屏蔽門外，還包括屏蔽門、波導(dǎo)窗、濾波器、空調(diào)、機(jī)柜和UPS電源等附加設(shè)備。這些設(shè)備安裝時，必須考慮和屏蔽室外部的屏蔽問題，這就需要加裝數(shù)量不少的波導(dǎo)管，有光纖波導(dǎo)管、空調(diào)波導(dǎo)管、空調(diào)汽液過壁管、消防波導(dǎo)管等等。波導(dǎo)管的安裝工藝有要求，例如空調(diào)波導(dǎo)管的安裝，有用戶要求把空調(diào)接出外掛主機(jī)的銅管從機(jī)房打孔穿出，不用再套空調(diào)波導(dǎo)管，穿孔連接處用二氧化碳保護(hù)焊或銅焊。因為銅管就有很好的屏蔽作用，這樣省時省力。當(dāng)然，這樣不如加上空調(diào)波導(dǎo)管的效果好，需要施工隊長和用戶及設(shè)計人員協(xié)商解決。機(jī)房的設(shè)備安裝后，施工隊用GY2006型檢漏儀點對點接收自檢，直到合格。另外，殼體焊接的質(zhì)量和殼體機(jī)房、室內(nèi)線路的屏蔽接地（接室外地網(wǎng)的接地樁）是否按要求采用專門的接地器材接地，接地是否牢靠也是自檢的重點。

4 調(diào)試驗收階段

工程完工后，工程隊要初步驗收，主要是對外環(huán)（外部環(huán)境）的驗收。內(nèi)容包括機(jī)房外觀和設(shè)備安裝是否規(guī)范。外環(huán)驗收還包括機(jī)房溫度、濕度、電壓、電流和空調(diào)漏水的檢測。

初步驗收后，施工隊長向自己公司口頭或文字匯報，必要時發(fā)圖片，有保密的部位不得發(fā)圖片，公司將指派公司內(nèi)有國家備案具有二級資質(zhì)的項目經(jīng)理現(xiàn)場驗收。

用戶方一般都有自己的檢測部門，如保密技術(shù)科、保密局等，他們會對自己的機(jī)房驗收并安裝機(jī)房設(shè)備。如果用戶的機(jī)房指標(biāo)要求高，用戶將申請第三方來檢測（國家保密局或中央機(jī)要局，總參紀(jì)要局，也有經(jīng)國家保密局批準(zhǔn)的具有專業(yè)資質(zhì)的私企檢測機(jī)構(gòu)），檢測費用由施工方出。國家級檢測機(jī)構(gòu)檢測時，施工方和用戶的技術(shù)人員都要到場，發(fā)現(xiàn)問題隨時解決。我國軍事級檢測機(jī)構(gòu)對電磁屏蔽機(jī)房要求的測試指標(biāo)分為B級、C級和D級，D級最高[7]。檢測磁場儀器用大圓環(huán)形天線一對，檢測電場用小圓柱體振子天線一對，檢測微波用四方口型鋁質(zhì)喇叭形天線一對，3項的測試數(shù)據(jù)都有具休的數(shù)據(jù)要求，所以，一個屏蔽室需要測試的次數(shù)達(dá)到數(shù)百次。以最重要的測試部位——屏蔽門為例，門內(nèi)有6個測試點，加上4個角，共有10個測試點，三項測試就要30次，每項要測兩個數(shù)據(jù)就要測60次。C級標(biāo)準(zhǔn)低頻電場波要達(dá)到70 db以上，高頻電場波要達(dá)到100 db以上；D級標(biāo)準(zhǔn)低頻電場波要達(dá)到85 db以上，高頻電場波要達(dá)到120 db以上。檢測合格后，檢測機(jī)構(gòu)會出具國家級檢測合格證書，檢測報告具有法律效力。

至此，屏蔽機(jī)房的施工全部完成，填寫項目完成報告、項目驗收報告，包括工程完工審批表和試運行報告、客戶滿意度調(diào)查表，甲方及現(xiàn)場負(fù)責(zé)人對項目終極驗收，交鑰匙，交資料，培訓(xùn)用戶使用人員。

屏蔽機(jī)房的維保期一般為3 a，這是國家規(guī)定的硬指標(biāo)。3 a質(zhì)保期內(nèi)，系統(tǒng)出現(xiàn)問題均由公司負(fù)責(zé)，公司將及時處理，無條件保修，包換，包退，提供可靠的原廠設(shè)備，所有費用由公司承擔(dān)。施工方的運維服務(wù)包括日常運行，服務(wù)咨詢，巡檢保養(yǎng)，主動檢測，故障修復(fù)，特殊保障和升級優(yōu)化和更新屏蔽材料，施工方更換或更新材料時，一定要保證材料的一致性或更高質(zhì)量。維保期過后，由于屏蔽機(jī)房工作性質(zhì)的特殊性，施工方必須要24 h響應(yīng)甲方（用戶方）要求，承擔(dān)技術(shù)服務(wù)任務(wù)，但乙方（施工方）的人工費、差旅費和材料費須甲方承擔(dān)。

歸根結(jié)底，提高電磁屏蔽室性能的方法首先體現(xiàn)在超前的設(shè)計方案上，其次是千方百計提高施工的質(zhì)量也就是采用全新的施工工藝。