大型微波暗室建设项目施工管理的要点解析

2022-04-01卢严

工程建设与设计 2022年5期

关键词：暗室吸波屏蔽

卢严

（中国电子科技集团公司第三十八研究所，合肥 230088）

1 大型微波暗室的组成和结构

1.1 微波暗室的组成

从工程项目管理考虑，微波暗室主要包括建筑工程（基础工程、钢结构工程、外围护）、屏蔽工程、吸波工程、机电工程、测试评估系统等专业专项工程。

1.2 大型微波暗室的结构形式

微波暗室类型主要有近场、远场、仿真、RCS 等暗室，暗室建筑造型基本以长方体、立方体偏多，建造工艺和测试评估系统比较成熟。随着测试产品的革新和性能指标要求，对屏蔽效能、静区尺寸、电性能指标关键性参数有特殊要求，由此产生一些不规则形状的微波暗室，如锥形、梯形等[1，2]。

2 工程项目管理要点

2.1 暗室和建筑同步设计

根据多个暗室的工程建设经验并结合国内大型暗室的调研，微波暗室和建筑主体工程同步设计、统筹施工，能够有效降低项目的建设难度。从屏蔽体的安全稳定性考虑，在建筑主体结构设计时应兼顾主受力框架、屋面顶部荷载、地面基础等要求，尤其是主受力框架必须规划预留屏蔽体立柱、顶部屏蔽体荷载以及相应的连接节点。暗室外围护建筑采用钢结构网架和型钢结构偏多，需要在屋面结构设计和制作安装时做好相应对接节点的预留，并按照规范做好防火、防腐的设计和施工。同时考虑通风空调、消防等机电设备的荷载。

2.2 工艺布局

建筑设计应充分考虑暗室建设和测试产品情况，做好详细的规划布局，提高暗室的使用效率。如测控室应尽可能与暗室紧邻设置，一是方便测试人员进出和动态观测，二是缩短射频电缆以及各类数据链路的长度；采样架（转台）基础布置应避开有长期振动源的场所；其他如机电设备、产品通道、疏散通道等布局，根据使用情况进行统筹布置。

2.3 与暗室相关的基础工程

暗室的测试评估系统主要包括大型扫描架、采样架、转台等精密设备，这类设备对基础的隔震、沉降、平整度、防水等有极高的要求，土建基础必须进行专项设计，严格控制施工质量。因为测试系统通常为定制产品，所以在建设阶段，必须针对拟安装的测试设备进行基础工程接口的专项设计和施工。屏蔽体钢立柱尺寸和混凝土基础应根据暗室建造尺寸进行结构设计；暗室地面承载力根据后期车辆通行等使用要求，进行相应的地基处理和混凝土地面基层设计和施工。

3 屏蔽工程管理要点

3.1 屏蔽体结构

屏蔽工程主要包括屏蔽体主次龙骨、屏蔽钢板、屏蔽大门、波导窗、过壁暗箱等。屏蔽体有成品拼装和现场手工焊接2种方式，成品屏蔽板拼装完成后外形美观、安装快捷，但是该方式造价较高，以致在大型天线微波暗室建设中应用性不强。采用现场手工焊接的方式，暗室建筑造型的可塑性强、结构安全、造价可控，目前，大空间暗室基本以现场焊接为主。

3.2 屏蔽体安装

关于现场焊接方式有2 种，第一种为模块焊接式安装，第二种为单板贴敷式焊接安装。根据主钢结构承受荷载能力，可以将侧面、顶面5 个面的屏蔽钢板分块并现场模块化焊接。根据工程实践，侧面屏蔽模块尺寸控制在长25 m、高12 m 内能够完成整体性吊装；顶部模块化尺寸在长20 m、宽8 m 内实现整体性吊装能够保证屏蔽板不变形。模块化焊接方式优势在于加快施工进度，将高空作业焊接质量转移至地面进行把控，能很好控制焊接质量。模块吊装如图1 所示。

图1 模块吊装现场图

3.3 屏蔽工程焊接要点

屏蔽工程的重点是做好屏蔽体的焊接工艺管控，壳体采用成熟的二氧化碳保护焊接工艺，暗室的屏蔽体由六面体组成，采用焊接方式搭建，基本选用典型钢板尺寸2.0 m×1.0 m的优质双面冷轧钢板。墙面与顶面钢板厚度不小于2 mm，地面钢板厚度不小于3 mm；钢板焊接时保证焊缝线条平直、均匀，不变形、不起泡、无流淌及龟裂。屏效指标检测合格后，再按对屏蔽体外壳进行防腐和防火涂料处理。

3.4 屏蔽工程关键部件实施

暗室配件的安装质量同样影响到屏蔽效能的高低，因此，在屏蔽安装施工过程中对每一个部件都要严格按照施工工艺、确保安装质量。关键是解决好屏蔽门、波导窗、滤波器、信号接口、穿线孔等与屏蔽室的接口。

屏蔽门设计是整个屏蔽部件项目中的重点。通常情况下，屏蔽小门用于消防疏散、人员通行，采用单扇手动门。屏蔽大门主要用于货物通行、车辆进出等，主要采用自动和手动双重控制方式，并根据现场情况配备升降平台；在结构设计和控制系统选型时，应重点考虑大门框架的安全稳定、互锁系统的可靠性。其他如波导窗、波导管、过壁暗箱等根据工艺布局进行制作安装，施工过程必须控制安装和焊接质量。

4 吸波工程管理要点

4.1 吸波材料的选择

吸波材料主要有聚氨酯泡沫和无纺布2 种材质，聚氨酯泡沫材料在电性能上优于无纺布材质，尤其高频性能频段更加明显，以致工程应用中聚氨酯型泡沫吸波材料最为广泛。但是无纺布防火性能较优，平均功率大于1.5 kW/m2的暗室吸波材料基本以无纺布材质为主。基于防火阻燃要求，原则上吸波材料氧指数≥28。使用优质的吸波材料，能保证暗室电性能、耐用性，因此，采用何种吸波材料在暗室建设前期必须明确方案。

吸波材料是待测设备测试时保证静区性能的核心材料，其设计既需要考虑产品对测试场地电磁环境的要求，又需要考虑建设项目的成本等因素。依据静区尺寸和指标要求通过仿真计算，在6 个面选择不同规格的吸波材料，达到最优性价比的铺设方案。常见的吸波尖锥有500 mm、700 mm、1 000 mm 等规格尺寸。

4.2 吸波材料的安装

吸波材料有粘贴和挂装2 种安装方式，为保证粘贴质量，施工过程的粘贴工艺是施工质量控制重点。为避免吸波材料脱落，应采用辅助固定方式加强，在屏蔽体上有规律地焊接“L”条，待吸波材料安装完成后，采用高强度尼龙绳对墙面和顶部进行纵横张拉，可以有效防止吸波材料的脱落。经多个工程验证，此方案坚固可靠，施工方便，角锥排列整齐、美观。

吸波材料挂装方式优点是安装方便快捷，可实现材料拆、搬、移动的方便性，尤其针对老暗室吸波材料拆装维修拆项目比较适用。此方式需在暗室屏蔽体内侧再焊接一层挂装骨架，相应增加施工工序和建造成本。

4.3 特殊部位吸波材料铺设方案

对于暗室6 个面先根据内部尺寸进行吸波材料展开铺装图的设计，然后按工艺流程进行铺贴。针对屏蔽大门、灯具、视频监控、波导窗、人行走道、测试系统等部位的敷设，应根据项目情况进行专项设计和特殊处理，采用不同规格的吸波材料。由于上述这样部位功能性强、点多、面广，施工质量必须加强控制，否则会影响各部位或分系统的正常运行。

5 机电工程

5.1 机电工程内容

机电安装主要包括配电系统、照明系统、接地系统、消防系统、视频监控系统、综合布线系统、空调系统、防排烟系统等专业工程，每个系统应按照建设需求和规范进行设计和施工[3，4]。

5.2 机电专业项目管控要点

因为暗室有大量的精密设备，配电系统的设计尤为重要。原则上，测试系统电源和其他动力电源分开设置，并且测试系统需加装稳压电源以及UPS 电源。暗室内配电应采用多回路设计，减少各用电设备之间的干扰和断停电影响。

暗室的通风设置十分关键，为保证通风量尽可能多设置通风波导窗；但为保证屏蔽效能，需尽可能减少各类洞口的设置，两者始终是矛盾的。由于所有进出风口均通过通风波导窗与暗室内部进行联通，运行工况与普通厂房和办公室有很大的区别，必须在空调机组选型、通风量、数量、尺寸、形式、通风率等进行合理化设计。通风腔体设置，即通风波导窗上焊接通风支架，然后在通风支架上安装冷轧钢板，吸波材料粘贴在钢板上，保证钢板上的吸波材料与周围吸波材料高度一致，此通风口设置可极大地提高通风效率。通风腔体示意图如图2 所示。