專利名稱：電磁屏蔽建筑物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁屏蔽建筑物，在其中可在戶內(nèi)條件下用寬帶電波進(jìn)行移動通信，且它可能防止由外部無線電噪聲引起的建筑物內(nèi)電子設(shè)備和系統(tǒng)的無線電干擾或誤操作并為內(nèi)部通信系統(tǒng)建立滿意的電波環(huán)境。
在建筑物內(nèi)獨立使用電波進(jìn)行無線電通信時，如果所用電波頻率范圍與外部公共電波相同，通信系統(tǒng)中會發(fā)生外部電波的無線電干擾，從而引起公共通信中的擾動。但是，如果用電磁屏蔽結(jié)構(gòu)建設(shè)建筑物，屏蔽或切斷建筑物內(nèi)外側(cè)之間的電波，就可自由選擇頻率范圍用于通信系統(tǒng)，而不必?fù)?dān)心外部公共電波的競爭或干擾。為此目的，必須用使用導(dǎo)電材料的電磁屏蔽層完全覆蓋建筑物，以便防止電波泄漏。關(guān)于以電磁屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計整個電磁屏蔽建筑物，已提出了各種建議。
以防止誤操作的觀點考慮屏蔽外部無線電噪聲時，如

圖1所示，在100KHz至1GHz的頻率范圍內(nèi)需約20dB至30dB的屏蔽電平。另一方面，從安全角度考慮防止信息泄漏時，在100KHz至3GHz的頻率范圍內(nèi)需較高屏蔽電平，即約30至40dB。
過去，需要上述較高電磁屏蔽性能時考慮電磁屏蔽建筑物，且這種建筑物建設(shè)成本相當(dāng)高。例如，建筑物的窗戶使用一種特殊的電磁屏蔽玻璃，該玻璃具有含有金屬絲網(wǎng)，金屬薄片等的電磁屏蔽層。這種電磁屏蔽玻璃的價格是普通玻璃價格的五倍以上。
但是，各種需要電磁屏蔽的建筑物并非統(tǒng)一需要一個固定屏蔽電平。所需屏蔽電平隨著目的或建筑物內(nèi)環(huán)境條件或建筑物的周圍情況而變化，且建設(shè)規(guī)格隨屏蔽電平也變化。在需要電磁屏蔽的建筑物中，各目的所需屏蔽性能隨建筑物類型而變化，建筑物諸如辦公室，旅館，商店和餐館，學(xué)校和其它教育設(shè)施，醫(yī)院以及別的福利設(shè)施，集體住房，用于特殊事件的文化和其它設(shè)施，工廠，市場和分配設(shè)施等。
例如，在包括財務(wù)設(shè)施、政府辦公室、公共建筑等計算機(jī)中心的辦公建筑物中，必須可靠維持信息傳送質(zhì)量，保持信道恒定數(shù)目，并防止計算機(jī)誤操作，消除無線電干擾。為了安全還需要完全防止泄密。相反，在集體住房中，維持一定質(zhì)量信息傳送，保持足夠信道數(shù)，使得從安全考慮能保護(hù)居民隱私就足夠了。
在使用計算機(jī)的建筑物中，需要較高屏蔽電平排除泄漏秘密數(shù)據(jù)。如，防止由外部電波的侵入引起計算機(jī)數(shù)據(jù)毀壞或防止數(shù)據(jù)泄至外部。在這種情況下，各電磁屏蔽層須有較高屏蔽電平，使用電波的空間需有高密封性，使得電磁屏蔽層的連接或結(jié)合部分無間隙出現(xiàn)。
另一方面，目前在一般建筑物中使用了各種類型的電子系統(tǒng)和裝置，常常出現(xiàn)各種問題，如由來自外部的各種無線電噪聲引起無線電干擾或這些電子系統(tǒng)和裝置誤操作。例如，在沿高速公路區(qū)域內(nèi)，存在法律不允許的高輸出車載無線電臺(所謂“CB電臺”)產(chǎn)生的無線電噪聲。也有鄰近工廠內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備和設(shè)施產(chǎn)生的無線電噪聲或鐵路沿線區(qū)域內(nèi)運行電氣火車導(dǎo)電弓發(fā)出的無線電噪聲。還有電視和無線電廣播的電波。
這些不同類型的無線電噪聲引起信息系統(tǒng)，如通用計算機(jī)、個人計算機(jī)等的誤操作，測煙器、內(nèi)部電話等的誤操作，防盜報警系統(tǒng)的誤動，或?qū)o線電通信系統(tǒng)與裝置的無線電干擾。當(dāng)這些誤操作在夜間發(fā)生時，錯誤指令會發(fā)至遠(yuǎn)方控制保安系統(tǒng)中的保安人員，或影響住區(qū)內(nèi)的安靜與睡眠，從而產(chǎn)生破壞日常生活安寧之類的嚴(yán)重問題。
由于在上述情況下需要幾乎理想的高屏蔽電平用于保護(hù)計算機(jī)系統(tǒng)，通常需要通過采用高質(zhì)量電磁屏蔽材料和建筑方法取得高30dB的屏蔽電平。為此，建設(shè)成本通常高于一般建設(shè)所需的3-5％。但是，為了避免電子系統(tǒng)和裝置的誤操作或無線電干擾，通過降低無線電噪聲至每一電子系統(tǒng)或裝置的允許電平，可解決上述問題。
例如，上述無線電噪聲中，正常周圍環(huán)境下常見情況為產(chǎn)生源處最大電平約為140dB，如果考慮因距離衰減，建筑物墻表面約為110至120dB。另一方面，對通用計算機(jī)，電子系統(tǒng)和裝置上的無線電噪聲允許電平為110至120dB，而對個人計算機(jī)約為130dB。即使在這樣的條件下，實際中會發(fā)生不明原因引起的誤操作。自然，上述數(shù)值隨時間變化。從環(huán)境方面估計，由無線電干擾引起的誤操作問題可通過至多10至15dB屏蔽電平解決。所以，如果試圖用較高建筑水平達(dá)到上述情況中的同一屏蔽電平，建設(shè)成本將大大提高，而根據(jù)成本。效益其效率將大大降低。
如果從保持通信線的觀點考慮個人手機(jī)系統(tǒng)(PHS)或無線電局域網(wǎng)(LAN)中應(yīng)用的移動通信里頻率的高利用，在1至3GHz的頻率范圍中不需高達(dá)30dB的屏蔽電平。以低于所需電平的屏蔽電平可達(dá)到PHS或無線電局域網(wǎng)LAN，該所需電平是為實現(xiàn)安全的目的，或為防止誤操作所需的，正如過去電磁屏蔽建筑物中強(qiáng)調(diào)的。而且，以大大低于上述情況下的屏蔽電平能完成電波的有效利用。將來，如果需要加寬所用頻帶寬度，容易預(yù)料3GHz或以上的頻率范圍將被引入這種用途。
如上所述，如果建筑物被設(shè)計為電磁屏蔽建筑物，以適應(yīng)各種可能條件，這種建筑物的建設(shè)成本可能很昂貴，此時，高度利用用于頻率范圍1至3GHz中的PHS或無線電局域網(wǎng)LAN的頻率，或目的在于防止無線電干擾或排除電子系統(tǒng)與裝置的誤操作。
本發(fā)明的目的是提供一種適于在寬范圍中使用電波進(jìn)行移動通信的電磁屏蔽建筑物并根據(jù)高度利用頻率所需的性能以簡單的電磁屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計。本發(fā)明的另一目的是提供一種電磁屏蔽建筑物，它能通過有效利用普通建筑材料以簡單的建筑方法修建，通過它可降低無線電噪聲，避免無線電干擾并防止建筑物內(nèi)電子系統(tǒng)和裝置的無線電干擾及誤操作，避免上下地板上的無線電干擾。
為達(dá)到所述目的，本發(fā)明的電磁屏蔽建筑物有電磁屏蔽空間，該空間包括設(shè)在外墻面上的外圍電磁屏蔽層和設(shè)在上下地板表面上的水平電磁屏蔽層，以便防止由來自外部的無線電噪聲引起的無線電干擾或電子系統(tǒng)與裝置的誤操作并建立適于內(nèi)部通信系統(tǒng)的滿意的無線電環(huán)境，其中所述外圍電磁屏蔽層由建筑材料制成，該建筑材料使用具有電磁屏蔽特性的玻璃和金屬板，而所述水平電磁屏蔽層由具有電波衰減特性的地板結(jié)構(gòu)材料制成。
具有電磁屏蔽特性的玻璃是一種具有金屬膜或嵌絲的玻璃，而具有金屬膜的玻璃是高性能熱反射玻璃。
使用金屬板的建筑材料是鋁拱肩。外圍電磁屏蔽層是橫向系列窗戶，該窗戶包括高性能熱反射玻璃和鋁拱肩或者整面高性能熱反射玻璃簾墻或者整面鋁拱肩?；蛘撸O(shè)在外圍墻上或井墻或樓梯井墻上并包括嵌絲玻璃或整面鋁拱肩。
外圍電磁屏蔽層中，百葉窗或遮簾用于遮蓋窗口的內(nèi)側(cè)，其每片頁片包括分別附著在正反面的導(dǎo)電材料和磁性材料。當(dāng)窗口有金屬構(gòu)架制的滑動門時，設(shè)導(dǎo)電材料用于堵塞窗構(gòu)架滑動部形成的間隙。
上述地板結(jié)構(gòu)材料用也用作構(gòu)架的金屬結(jié)構(gòu)材料制成。
電磁屏蔽建筑物包括設(shè)在外圍墻面上的外圍電磁屏蔽層和設(shè)在上下地板表面上的水平電磁屏蔽層，從而形成電磁屏蔽空間。這樣，可防止來自外部的無線電噪聲引起電子系統(tǒng)和裝置的無線電干擾或誤操作，并能建立適用于內(nèi)部通信系統(tǒng)的、滿意的無線電環(huán)境。外圍電磁屏蔽層具有電磁屏蔽材料，該電磁屏蔽材料被置成沿內(nèi)部通信系統(tǒng)所用電波的極化方向，而水平電磁屏蔽層由具有電波衰減特性的地板結(jié)構(gòu)材料制成。
所述的所用電波在1至3GHz范圍內(nèi)并在縱向極化方向。通過將電磁屏蔽材料以5cm或更短的間距縱向條狀布置，可提供具有10dB或以上屏蔽特性的屏蔽空間。所述電磁屏蔽材料是用于窗戶的縱向型金屬百葉窗和設(shè)在房間里墻面上的電波吸收材料。
從說明中可明顯且清楚地看出本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點。
下面舉例說明建設(shè)中本發(fā)明的構(gòu)造、元件組合、以及部件布置的細(xì)節(jié)，本發(fā)明的范圍如權(quán)利要求書所示。
圖1說明各種目的所需屏蔽電平；圖2顯示本發(fā)明電磁屏蔽建筑物實施例的布置；圖3顯示縱向型百葉窗在1至3GHz范圍內(nèi)電磁屏蔽特性的測量值；圖4說明本發(fā)明電磁屏蔽建筑物中改進(jìn)電波傳送特性的效果；圖5表示本發(fā)明降低無線電噪聲建筑物的實施例；圖6是標(biāo)準(zhǔn)地板平面圖和圖5所示降低無線電噪聲建筑物的縱向截面圖；圖7說明噪聲電平與屏蔽電平之間的關(guān)系；圖8是金屬板連接部支撐材料的例子；圖9是每層樓地板結(jié)構(gòu)的例子，它使用同時用作構(gòu)架的金屬結(jié)構(gòu)材料；圖10是玻璃安裝區(qū)例子；圖11是使用膜的電磁屏蔽玻璃例子；圖12是屏蔽窗框架與窗口內(nèi)滑動門窗框之間間隙的例子；圖13是圖12所示滑動門窗框局部截面圖；圖14是用于建立窗口電磁屏蔽層的百葉窗例子；圖15是本發(fā)明降低無線電噪聲建筑物中戶內(nèi)電磁環(huán)境模型的例子。
參照圖2說明本發(fā)明電磁屏蔽建筑物的實施例。圖2中，標(biāo)記1代表建筑物的框架主體，2代表地板，3代表頂板，4代表窗，5代表百葉窗，6代表玻璃，7代表電磁波反射膜，9代表電波吸收裝置，10代表隔板，11代表母天線，12代表子天線，13代表終端，14代表隔墻，15代表電磁波傳送隔墻。在框架主體1中，含鐵混凝土或絲網(wǎng)混凝土與地板2或頂板3的平板一起使用，以便提供電磁屏蔽特性。金屬屏蔽墻可用于外墻以便提供電磁屏蔽特性。窗4中，電磁波反射膜7附著在玻璃6上，或使用高性能熱反射玻璃，或在內(nèi)側(cè)面上設(shè)置金屬縱向型(縱向條)百葉窗5，以便提供電磁屏蔽特性。
通過上述布置，屏蔽區(qū)1(室1)和屏蔽區(qū)2(室2)各自為通信單元構(gòu)成一個空間。電波吸收裝置9附著在墻或地板的內(nèi)側(cè)，用于吸收電波并防止產(chǎn)生由房間里電波反射引起的非傳送區(qū)。隔板10由主要包括用于傳送電磁波的成份的建筑材料制成，如氫氧化鋁，并用于防止中斷電波。母天線11用于與終端13相連的子天線12通信。隔墻14用于分隔為通信單元構(gòu)成一個空間的屏蔽區(qū)1(室1)，電磁波傳送隔板15位于隔墻14與母天線11和子天線12的位置相配處。自然，隔墻14可全部設(shè)計為電磁波傳送隔板。
如上所述，如果電磁波傳送材料以如隔板10的相同方式用于隔墻可設(shè)計一個電磁波傳送間。但是，不必說，根據(jù)房間里天線的布置或電波的條件可以用電磁波吸收材料作隔板10。電磁波吸收隔板或內(nèi)電磁吸收盤用于提高時延色散特性。通過上述布置，可能提供一屏蔽空間，在此提高時延色散特性并可使用高速無線設(shè)備。
順便說一下，電視和無線電廣播中常使用的頻率范圍為500kHz至1GHz的橫向極化波。另一方面，PHS(個人手機(jī)系統(tǒng))或無線電局域網(wǎng)(LAN)中，使用頻率范圍為1至3GHz的縱向極化波。而且，在建筑物內(nèi)選用1至3GHz頻率范圍的PHS的情況下，屏蔽電平相對低于縱向極化面，可能大大低于上述頻率范圍100kHz至1GHz中常規(guī)所需的20至30dB數(shù)值。即使在這樣的屏蔽電平上，例如，仍可在PHS和無線電LAN中在屏蔽區(qū)1(室1)與屏蔽區(qū)2(室2)之間使用相同頻率，且能有效使用電波。
圖3是顯示在1至3GHz范圍內(nèi)或縱向百葉窗內(nèi)的電磁屏蔽特性測量值的圖形。
在某些情況下，即使在1至3GHz頻率范圍內(nèi)縱向極化面沒有得到象過去的30dB屏蔽電平時，例如當(dāng)屏蔽電平約為10至20dB時，仍能有效利用電波。在這些情況下，根據(jù)本發(fā)明人所做實驗，發(fā)現(xiàn)即使當(dāng)電磁屏蔽材料以給定間距縱向條狀排列，電波仍能有效利用。這就證實，例如在縱向金屬百葉窗用作百葉窗5時，即使每個間距約為4至5厘米，上述屏蔽電平仍可獲得。圖3顯示了在1至3GHz頻率范圍內(nèi)的測量值，獲得約13dB的屏蔽電平。間距根據(jù)上述的頻率波長變化，且不僅局限于約4至5厘米。
如上所述，在傳統(tǒng)型的電磁屏蔽建筑中，外圍墻，頂板，地板，以及電磁屏蔽空間的開口全部由電磁屏蔽材料覆蓋，而在1至3GHz頻率范圍內(nèi)在屏蔽電平大大低于傳統(tǒng)的30dB電平的縱向極化面上，電波仍能有效利用。在這種條件下，導(dǎo)體材料可以通過縱向金屬百葉窗與電磁波電場極化方向一致排列。結(jié)果，通過縱向條狀排列嵌絲玻璃，對于縱向極化面可以以給定間距縱向排列電磁屏蔽材料，從而簡化電磁屏蔽結(jié)構(gòu)。
例如，以一窗戶為例，如圖2所示，可以設(shè)縱向條狀金屬窗簾或以縱向條狀形式用導(dǎo)電纖維織成的簾子，以便在玻璃上覆蓋電磁波反射膜，或使用有縱向條狀金屬絲網(wǎng)的玻璃。同樣，使用高性能熱反射玻璃，可獲得相同電平(約20dB)的屏蔽特性。換句話說，如果導(dǎo)體材料按水平排列與電磁波電場極化方向一致，可以保持對應(yīng)于上述頻率波長的間距。勿需贅言，這一間距可變?yōu)榱?，即轉(zhuǎn)變成一個平面。
1至3GHz頻率范圍內(nèi)的PHS中，即使當(dāng)屏蔽電平遠(yuǎn)低于縱向極化面中的30dB傳統(tǒng)電平時，也能有效使用電波。這樣，通過以縱向條狀布置電磁屏蔽材料，可提供屏蔽空間，且更新該空間方式簡單，價格低廉。全部更新屏蔽空間，需更換窗玻璃和窗框，并通過內(nèi)部電磁屏蔽結(jié)構(gòu)在電磁屏蔽空間中進(jìn)一步保證約30至40dB的屏蔽特性。如果采用簡單更新該空間，附著電磁波反射膜，選用高性能熱反射玻璃，安裝縱向型金屬百葉窗并用必要的電氣連接步驟即可。
圖4說明在本發(fā)明的電磁屏蔽建筑物中提高電波傳播特性的作用。首先，在傳統(tǒng)型電磁屏蔽建筑物中，金屬表面21覆蓋其內(nèi)側(cè)，如圖4A所示，來自母天線22的電波被金屬表面21反射，并在金屬表面21附近產(chǎn)生非傳送區(qū)。為消除非傳送區(qū)，電波吸收裝置24附著在金屬表面21上，如圖4B所示。所以，電波吸收裝置24可以至少設(shè)在與來自母天線22的電波垂直處。為此目的設(shè)置圖2中所示的電波吸收裝置9。由于電波反射時極化面偏斜，所以當(dāng)設(shè)有電波吸收裝置時，這種現(xiàn)象必須考慮。
下面，描述一實施例，通過該實施例的描述就可以降低無線電噪聲并防止由來自外部的無線電噪聲引起建筑物內(nèi)無線電設(shè)備、電子系統(tǒng)和裝置中的無線電干擾或誤操作。圖5和圖6所示的電磁屏蔽建筑物中，提供了一定程度的電磁屏蔽，通過有效混合通常使用的建筑材料，可以降低無線電噪聲。同時為防止地板和頂板的無線電干擾，井的墻和地板使用了具有電磁屏蔽特性的建筑材料。
圖5A中，前墻和右墻使用了具有高性能熱反射玻璃31和鋁拱肩墻32的橫向窗戶。圖5B中，左墻采用了整面高性能熱反射玻璃簾墻33，后墻采用了整面鋁拱肩墻35。高性能熱反射玻璃含一金屬薄膜(金屬膜鍍層)，此膜通過噴鍍金屬真空沉積而成，并用作無線電噪聲屏蔽膜，使無線電噪聲衰減到約1/5(約15dB)。高性能熱反射玻璃中，可見光的穿透率根據(jù)膜厚度或材料的混合比例而變化?？偟膩碚f，膜越厚，可見光穿透率越低，而無線電噪聲屏蔽特性改善得越好。為此，需要通過對所需屏蔽特性、建筑物的采光條件、來自外界的熱(空調(diào)效率)、設(shè)計條件等的特殊考慮來選擇膜厚度或材料混合比例。如果與鄰近建筑物的距離很短，來自窗戶的光量不多，則如果設(shè)計中沒有特殊問題可采用嵌絲玻璃代替高性能熱反射玻璃或鋁拱肩墻作為外墻。
如果希望不僅減少來自外部的無線電噪聲和防止誤操作，而且消除來自上下地板的無線電干擾并在每一地板上建立一通信室，當(dāng)存在井(或樓梯井)時即使在上下地板上屏蔽電波也不能防止無線電干擾。所以，存在井時，即使井在建筑物內(nèi)也需要屏蔽墻。在圖6A所示的標(biāo)準(zhǔn)地板平面圖中，區(qū)域A即用于該目的，而不是電梯EL，廁所WC，化妝間和其它辦公室，且不必特別考慮采光。這樣，在該區(qū)域使用整面鋁拱肩墻35和36作外墻和井墻。另一方面，由于光量低于外墻，嵌絲玻璃37用在井的其它墻上。在這種情況下，根據(jù)待屏蔽電波的頻率和屏蔽電平選擇絲網(wǎng)的間距，大小為10mm×10mm或以下較好。當(dāng)然，可用高性能熱反射玻璃替代嵌絲玻璃37。
如上所述，當(dāng)高性能熱反射玻璃31，鋁拱肩墻32，整面玻璃簾墻33，整面鋁拱肩墻35和36，嵌絲玻璃37等用作外墻和井墻時，可以降低穿墻而入的無線電噪聲并防止測煙器，內(nèi)部電話或其它電子系統(tǒng)與裝置的誤操作，排除無線電通信設(shè)備的無線電干擾。另一方面，對建筑物的頂層和最低地板，如圖6B縱向截面圖中所示，設(shè)使用電磁屏蔽材料的電磁屏蔽層38和39，它包括金屬絲網(wǎng)，金屬薄片，或纖維，板，非織纖維等。在縱向截面圖6B所示的例子中，一樓(地板)用作通道，前廳和人口，并設(shè)計為區(qū)域34，該處不用作辦公室而與一井通信，二樓以上用作辦公區(qū)。為此，電磁屏蔽層39設(shè)在二樓地板上因為二樓以上用作辦公區(qū)。
在每層樓的地板表面，根據(jù)樓板的混凝土厚度可取得一定程度的屏蔽電平。因為內(nèi)部通信電波能以較低輸出使用，根據(jù)樓板混凝土厚度和結(jié)構(gòu)可取得所希望的上下地板屏蔽電平。另一方面，在具有較窄地板區(qū)域的建筑物中，可降低內(nèi)部通信用電波的輸出，如果地板區(qū)域增加且每層樓的通信區(qū)域加寬，通信電波的輸出可增加。在這種情況下，混凝土厚度和樓板結(jié)構(gòu)可足以不作任何變化或特別需要電磁屏蔽層以便防止上下地板上的無線電干擾。當(dāng)僅依靠混凝土樓板不足以衰減上下地板上的電磁波時，使用一種同時用作構(gòu)架的金屬結(jié)構(gòu)材料，如金屬蓋板(F蓋板)，防止上下地板上無線電通信設(shè)備的無線電干擾并充分利用可用信道。
圖7用于說明噪聲電平與屏蔽電平之間的關(guān)系。
如上所述來自非法高輸出車載電臺(CB電臺)，鄰近工廠生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生的無線電噪聲，或電車的導(dǎo)電弓發(fā)出的無線電噪聲在產(chǎn)生源最高可達(dá)約140dB。相反，通用計算機(jī)，個人計算機(jī)和其它電子系統(tǒng)與裝置的允許電平為約110至130dB。假設(shè)因與產(chǎn)生源的距離衰減約20至30dB，就衰減至接近允許電平。雖然誤操作或無線電干擾很少發(fā)生，能夠在衰減無線電噪聲至1/5的屏蔽電平或約15dB的屏蔽電平下防止誤操作或無線電干擾，如圖7所示。所以，即使沒有附著金屬絲網(wǎng)或膜或者沒有使用其上有金屬膜的電磁屏蔽玻璃(帶有約30dB的屏蔽電平)，根據(jù)膜厚度或材料的混合比例用高性能熱反射玻璃可獲得15dB的屏蔽電平。在嵌絲玻璃情況下，通常認(rèn)為與待屏蔽的電波波長相比屏蔽電平為1/20或以下且在上至3GHz的頻率中它為5mm×5mm或以下，這是在假設(shè)屏蔽電平為30dB的基礎(chǔ)上的。然而，如果能達(dá)到上述屏蔽電平的一半，即約15dB，也就是說如果無線電噪聲的電平被衰減至約1/5，同樣頻率下該大小可為10mm×10mm或以下。不必說，用鋁拱肩墻，鐵板，金屬蓋板等可達(dá)到更高的屏蔽電平。如上所述，通過根據(jù)周圍無線電噪聲環(huán)境選擇且混合過去所用建筑物材料并在必要時增加其它完善過程，可以取得足夠的屏蔽電平，以便防止由外部無線電噪聲引起的電子系統(tǒng)和裝置的無線電干擾與誤操作并創(chuàng)造用于內(nèi)部無線電系統(tǒng)的滿意的電波環(huán)境，而在上下地板中不產(chǎn)生相互無線電干擾。
下面說明墻和地板的混凝土結(jié)構(gòu)例子。圖8為連接金屬板的支撐材料圖9為使用同時用作構(gòu)架的金屬結(jié)構(gòu)材料的每層樓的地板結(jié)構(gòu)圖10是玻璃安裝部結(jié)構(gòu)圖11是使用膜的電磁屏蔽玻璃。圖中參考標(biāo)記31_2表示金屬膜，31_3表示窗框架，31_4表示一密封件，31_5和31_6各自表示擋塊件，31_7表示設(shè)定塊，31_8表示電磁屏蔽板，31_9表示壓塊凸臺，41表示水泥板，42表示金屬板，43表示C形通道板，44表示鋁拱肩墻，45表示修正后的C形通道板，46表示金屬盤，47表示樓板混凝土，48表示同時用作構(gòu)架的金屬結(jié)構(gòu)材料。
例如，為了連接使用鋁拱肩墻，金屬盤或其它金屬板的外圍墻，金屬板(鋁板)42和C形通道板43用作水泥板41上的支撐材料，如圖8A所示。這樣做，即使在設(shè)有連接間隙以便吸收由溫度變化引起的金屬板伸縮時，也可以通過用金屬板42覆蓋間隙防止屏蔽特性的降低。在使用如圖8B所示的金屬盤46的情況下，修改后的C形通道板45之類的特殊硬件可以被連接。通過這種方式的連接，即使在考慮溫度變化引起伸縮金屬盤46的鋁拱肩墻44連接部位出現(xiàn)剩余間隙時，因為金屬板42或修改后C形通道板45之類的支撐材料堵塞間隙，可以防止無線電噪聲的直接干擾并衰減無線電噪聲至一定程度。作為支撐材料，使用由導(dǎo)電鋼，鋁或不銹鋼制成的C形通道或板。
在每層樓板的樓板結(jié)構(gòu)中單用混凝土板不能獲得足夠的電波衰減電平(屏蔽電平)情況下，同時作為構(gòu)架的金屬結(jié)構(gòu)材料48，如金屬蓋板(F蓋板)之類的材料用作每層樓板的樓板結(jié)構(gòu)，如圖9所示，而混凝土板47置于其上。在這種情況下，在金屬結(jié)構(gòu)材料和作為電磁屏蔽層的構(gòu)架48與墻上的鋁拱肩墻44之間產(chǎn)生間隙，但是用于內(nèi)部通信的電波由于它處于末端可以通過利用金屬結(jié)構(gòu)材料/構(gòu)架來獲得足夠的衰減特性。這歸功于近年來戶內(nèi)使用的無線電系統(tǒng)(如PHS，無線電局域網(wǎng)LAN)已經(jīng)變得輸出較低。在如上所述的足夠的電平特性不能獲得的情況下，勿需贅言，屏蔽層之間的適當(dāng)連接方法可以被選擇及如已提議的那樣用于連接部件。
在高性能熱反射玻璃的安裝部分，設(shè)定塊31_7和高性能熱反射玻璃31置于窗框架31_3上，如圖10A所示，并通過擋塊件31_5和31_6及密封件31_4固定。在這種情況下，窗框架31_3和金屬膜31_2之間的間隙被用電磁屏蔽材料制成的位于金屬膜31_2側(cè)的擋塊件31_6堵塞。
或者，如圖10B所示，電磁屏蔽板31_8置于設(shè)定塊31_7上且設(shè)置高性能熱反射玻璃31，通過擋塊件31_5和密封件31_4固定。作為電磁屏蔽板31_8，可使用有電磁屏蔽材料的非織纖維，金屬薄片，帶等。當(dāng)然，在根據(jù)周圍條件通過使用高性能熱反射玻璃31的現(xiàn)有建筑方法可將無線電噪聲降至允許電平時，沒有必要使用有這種電磁屏蔽材料的擋塊件31_6或電磁屏蔽板31_8。
可使用圖10C所示用導(dǎo)電材料制成的壓塊凸臺31_9代替圖10A所示由電磁屏蔽材料制成的位于金屬膜31_2側(cè)的擋塊件31_6。壓塊凸臺31_9用于電氣連接金屬膜31_2和窗框架31_3，且為導(dǎo)電墊。
金屬膜31_2可使用一種復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，將陽光反射膜41_2a與導(dǎo)電膜41_2b結(jié)合，如圖11所示。此時，如果陽光反射膜41_2a用在外側(cè)面上而導(dǎo)電膜41-2b用在內(nèi)側(cè)面上，則紫外線被切斷，并整個膜的壽命提高。與僅使用導(dǎo)電膜41_2b相比，大大提高壽命且降低成本。
下面，如圖12和圖13所示，描述了打開窗戶時具有滑動門的窗框架與窗戶架之間間隙的屏蔽例子。
在窗戶打開時，象鋁窗框架之類的金屬窗框架65固定在開口55上，如圖12所示，具有矩形橫截面的金屬架64固定在窗框架65上。窗框架65與外墻54之間的間隙由密封件66和擋塊件67來密封。在窗框架65上，整體形成一對上橫桿65a和下橫桿65b，并合并兩個活動門63和63。活動門63包括一個金屬窗戶架63a，一個安裝在金屬窗戶架63a下部的滑輪63b，一個安排在金屬窗戶架63a上部的導(dǎo)向槽63c，嵌入在窗戶架63a中并具有屏蔽特性的窗戶玻璃63d?；顒娱T63的滑輪63b和導(dǎo)向槽63c被設(shè)置在窗框架65的橫桿65a和65b之間，以使活動門能滑動。
如上所述在窗戶打開時，在窗戶架63a的上部與上橫桿65a之間及在窗戶架63b的下部與下橫桿65b之間產(chǎn)生間隙。同樣，在如圖13所示活動門63關(guān)閉的情況下，在兩個窗戶架63a重疊部分產(chǎn)生間隙。導(dǎo)電件59至61每個包括一個導(dǎo)電墊圈或一個導(dǎo)電刷，這些墊圈或刷有助于堵塞間隙并防止電波泄漏，由此在此部位上排除了電磁屏蔽特性的降低。
下面，描述百葉窗用于窗口的電磁屏蔽層的例子。百葉窗71包括葉片，每片葉片的一側(cè)有導(dǎo)電材料或?qū)щ娡苛现惖膶?dǎo)體，另一側(cè)有鐵素體之類的磁性材料。在窗口內(nèi)側(cè)的百葉窗盒75中，固定一個百葉窗掛鉤76，用鋼繩懸掛百葉窗71來上下移動百葉窗。導(dǎo)電墊圈固定在百葉窗下部和下墻，并將它與墻內(nèi)側(cè)的電磁屏蔽層74整體地電連接。例如，在連接波紋管77中使用導(dǎo)電材料，使百葉窗盒75電連接到蓋板(金屬)上。當(dāng)百葉窗橫向水平排列時，即百葉窗被設(shè)置在百葉窗71之間的窗口的垂直部位78時，電波吸收裝置72被設(shè)置在百葉窗的兩側(cè)，電波吸收裝置防止電波從百葉窗的左右端或下端的間隙中泄漏。
對于通常使用的電波，根據(jù)設(shè)定的目的來設(shè)定頻率范圍。相對于電場的極化方向，這些電波被分為縱向極化波和橫向極化波。橫向極化波用于通常電視和無線電廣播的頻率范圍500kHz至1GHz，而對于PHS(個人手機(jī)系統(tǒng))或無線電局域網(wǎng)LAN，使用頻率范圍1至3GHz的縱向極化波。當(dāng)用導(dǎo)電材料的金屬百葉窗進(jìn)行電磁屏蔽時，對使用縱向極化波的PHS和無線電LAN可以獲得某一屏蔽電平，但對于橫向極化波不能有效獲得屏蔽效果。然而，通過上述本發(fā)明的百葉窗71，葉片的前后側(cè)分別由導(dǎo)電材料和磁性材料制成以匹配電波，此處相互垂直的電場和磁場在空間和時間上并存且傳播，不管電波的電場極化方向是縱向極化波或橫向極化波都能獲得某一屏蔽電平，并可在窗口處抑制屏蔽電平的下降。這是因為在電場中具有橫向極化方向的電波在磁場中是縱向極化波，而電波可由縱向布置的磁性材料屏蔽。
下面說明圖15所示的本發(fā)明減少無線電噪聲的建筑物內(nèi)戶內(nèi)電磁環(huán)境模型。在圖示模型中，高性能熱反射玻璃81和鋁拱肩墻82用于外墻，嵌絲玻璃83用于井墻，鋼盤84用于隔墻。而且，就蓋板來說，電磁屏蔽材料85和86用于天花板和地板。用這種方式，常用建筑材料被有效用于圖中所示模型房屋空間的六表面上，雖然沒達(dá)到高屏蔽電平，但來自外界的無線電噪聲可被衰減到至少約1/5，即約15dB。結(jié)果，可防止由無線電噪聲引起的測煙器，內(nèi)部電話，通用計算機(jī)，個人計算機(jī)之類電子系統(tǒng)和裝置等的誤操作并大大減少上下地板上無線電通信系統(tǒng)的無線電干擾。
本發(fā)明不局限于上述實施例，不超出本發(fā)明的精神和范圍可作出各種變化和修改。例如，在上述實施例中，含有高性能熱反射玻璃和鋁拱肩墻的橫向窗戶用在前側(cè)，而整面高性能熱反射玻璃的簾墻也可使用或具有金屬膜的玻璃，金屬盤和嵌絲玻璃的各種組合可用于外圍墻。上述數(shù)值視作一般情況，而無線電噪聲電平，允許電平，屏蔽電平等根據(jù)環(huán)境情況變化。而且，具有金屬膜的玻璃能滿足，不限于高性能熱反射玻璃。為防止上下地板上的無線電干擾，電磁屏蔽材料可用于天花板。
上述實施例中，說明了縱向極化波用作通信媒介的情況，而當(dāng)考慮電磁屏蔽材料的布置，例如，在與極化面成直線的方向以橫向形式設(shè)計金屬百葉窗或以橫向條狀布置金屬嵌絲時，本發(fā)明也可用于橫向極化波用作通信媒介的情況。在上述實施例中，以縱向條狀間距等于或小于5cm使用電磁屏蔽材料，而間距可變至零，且可為平面狀。
從上述描述中，顯然根據(jù)本發(fā)明可降低來自外部的無線電噪聲并有效利用內(nèi)部無線電系統(tǒng)。而且，通過使用井墻和地板結(jié)構(gòu)材料降低電波防止上下地板上的無線電干擾，并可使上下地板作獨立通信室且充分利用可用通道。因為可從過去常用的建筑材料中選擇材料，可減少建設(shè)成本和勞動成本并防止火警，內(nèi)部電話等的誤操作。
而且，與過去所需的40dB屏蔽特性相比，屏蔽電平大大減少(至小于一半)，且可采用簡單的屏蔽結(jié)構(gòu)。另外，所用電波在1至3GHz范圍內(nèi)，極化方向為縱向，以縱向條狀間距等于或小于5cm使用電磁屏蔽材料，并可減少電磁屏蔽材料使用量且簡化建筑方法，降低成本。此外，可有效利用無線電系統(tǒng)用于如PHS所采用縱向極化方向1至3GHz的頻率范圍。因為縱向金屬百葉窗可用于窗戶，所以容易適用窗戶。通過在室內(nèi)的內(nèi)墻表面設(shè)置電波吸收裝置，能防止電波通過墻表面反射，消除室內(nèi)的非傳送區(qū)。所以，可降低成本并提供適合較寬范圍通信的電磁屏蔽建筑物。
權(quán)利要求
1.一種電磁屏蔽建筑物，具有電磁屏蔽空間，該空間包括設(shè)在外圍墻上的外圍電磁屏蔽層和設(shè)在上下地板表面上的水平電磁屏蔽層，以便防止由來自外部的無線電噪聲引起的無線電干擾或電子系統(tǒng)與裝置的誤操作并建立適于內(nèi)部通信系統(tǒng)的滿意的無線電環(huán)境，其特征在于所述外圍電磁屏蔽層由建筑材料制成，該建筑材料使用具有電磁屏蔽特性的玻璃和金屬板；所述水平電磁屏蔽層由具有電波衰減特性的地板結(jié)構(gòu)材料制成。
2.一種如權(quán)利要求1的電磁屏蔽建筑物，其特征在于，具有電磁屏蔽特性的玻璃是一種具有金屬膜或嵌絲的玻璃。
3.一種如權(quán)利要求2的電磁屏蔽建筑物，其特征在于，所述具有金屬膜的玻璃是高性能熱反射玻璃。
4.一種如權(quán)利要求3的電磁屏蔽建筑物，其特征在于，所述外圍電磁屏蔽層設(shè)計為電磁屏蔽板置于設(shè)定塊上且高性能熱反射玻璃嵌入窗框架。
5.一種如權(quán)利要求3的電磁屏蔽建筑物，其特征在于，所述外圍電磁屏蔽層使用含有電磁屏蔽材料的非織纖維作電磁屏蔽板。
6.一種如權(quán)利要求3的電磁屏蔽建筑物，其特征在于，所述外圍電磁屏蔽層包括一個擋塊件，它使用電磁材料并置于具有高性能熱反射玻璃金屬膜的表面和窗框架之間。
7.一種如權(quán)利要求1的電磁屏蔽建筑物，其特征在于，使用金屬板的建筑材料是鋁拱肩。
8.一種如權(quán)利要求1的電磁屏蔽建筑物，其特征在于，所述外圍電磁屏蔽層是橫向窗戶，它包括高性能熱反射玻璃和鋁拱肩或者整面高性能熱反射玻璃簾墻或者整面鋁拱肩。
9.一種如權(quán)利要求1的電磁屏蔽建筑物，其特征在于，所述外圍電磁屏蔽層設(shè)在外圍墻上或井墻上。
10.一種如權(quán)利要求9的電磁屏蔽建筑物，其特征在于，嵌絲玻璃或整面鋁拱肩用于井墻。
11.一種如權(quán)利要求1的電磁屏蔽建筑物，其特征在于，金屬板在所述外圍電磁屏蔽層中的所述金屬板的連接上用作支撐材料，且C形通道鋼安裝于金屬板上，并將金屬板固定。
12.一種如權(quán)利要求1的電磁屏蔽建筑物，其特征在于，所述外圍電磁屏蔽層中窗口的內(nèi)側(cè)由百葉窗覆蓋，百葉窗的每片頁片在正反面分別具有導(dǎo)電材料和磁性材料。
13.一種如權(quán)利要求1的電磁屏蔽建筑物，其特征在于，使用金屬構(gòu)架的滑動門置于所述外圍電磁屏蔽層窗口上，并設(shè)有導(dǎo)電元件用于堵塞窗框滑動部形成的間隙。
14.一種如權(quán)利要求1的電磁屏蔽建筑物，其特征在于，所述地板結(jié)構(gòu)材料包括也用作構(gòu)架的金屬結(jié)構(gòu)材料。
15.一種電磁屏蔽建筑物，具有電磁屏蔽空間，該空間包括設(shè)在外圍墻上的外圍電磁屏蔽層和設(shè)在上下地板表面上的水平電磁屏蔽層，以便防止由來自外部的無線電噪聲引起的無線電干擾或電子系統(tǒng)與裝置的誤操作并建立適于內(nèi)部通信系統(tǒng)的滿意的無線電環(huán)境，其特征在于所述外圍電磁屏蔽層包括電磁屏蔽材料，該電磁屏蔽材料被置成平行于內(nèi)部通信系統(tǒng)所用電波的極化方向；所述水平電磁屏蔽層包括具有電波衰減特性的地板結(jié)構(gòu)材料。
16.一種如權(quán)利要求15的電磁屏蔽建筑物，其特征在于，所述的所用電波在1至3GHz范圍內(nèi)。
17.一種如權(quán)利要求15的電磁屏蔽建筑物，其特征在于，所述的所用電波在縱向極化方向，且所述電磁屏蔽材料設(shè)計為縱向條狀，間距限至5cm或以下，以致建立具有10dB或以上電磁屏蔽特性的屏蔽空間。
18.一種如權(quán)利要求15的電磁屏蔽建筑物，其特征在于，所述電磁屏蔽材料是用于窗戶的縱向型金屬百葉窗。
19.一種如權(quán)利要求15的電磁屏蔽建筑物，其特征在于，所述電磁屏蔽材料是設(shè)在房間里墻面上的電波吸收材料。
全文摘要
一種電磁屏蔽建筑物，具有電磁屏蔽空間，包括設(shè)在外墻面的外圍電磁屏蔽層和設(shè)在上下地板表面的水平電磁屏蔽層，以便防止外部無線電噪聲的干擾或電子系統(tǒng)與裝置的誤操作，并建立適于內(nèi)部通信系統(tǒng)的滿意無線電環(huán)境。外圍電磁屏蔽層由建筑材料制成，該材料使用具有電磁屏蔽特性的玻璃和金屬板，而水平電磁屏蔽層由有電波衰減特性的地板結(jié)構(gòu)材料制成。外圍電磁屏蔽層的電磁屏蔽材料設(shè)置成平行于內(nèi)部通信系統(tǒng)所用電波的極化方向。
文檔編號H05K9/00GK1148656SQ96111008
公開日1997年4月30日 申請日期1996年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月29日
發(fā)明者桜井仁, 向山澄夫, 石川敏行, 澁谷紳一, 小林勝廣, 千葉元 申請人:清水建設(shè)株式會社