提高电磁屏蔽室屏蔽性能的工艺流程

郭英旭

（陕西广天科技有限公司，陕西 西安 710054）

电磁屏蔽机房是目前使用最多的电磁屏蔽设备，遍布科研、测试、通信和军事等行业。随着科学技术的发展，电磁屏蔽室越来越成为现代社会不可或缺的工作环境。屏蔽技术的提高和屏蔽材料的开发，外部环境的电磁发射功率越来越大，频谱越来越宽，接受设备越来越灵敏，这就对我们的电磁屏蔽室内外通信和信号传输提出了更高的要求，尤其对于施工单位，有哪些成功的经验？有哪些改进的措施？需要我们对新型的施工工艺流程有新的认识。

1 设计阶段

屏蔽室是一个六面体，它四壁的天花板、地板均采用金属材料。它的功能一是防止外部电磁信号的干扰，二是防止室内大功率高频装置向外泄露[1]。

电磁屏蔽机房在我国最早用于国家职能部门，包括军事单位。我国市场经济的发展，不少私企也需要使用电磁屏蔽机房，特别是科研和科技企业。他们用于防电磁辐射，用于企业的电磁兼容性试验，用于企业的保密信息屏蔽[2]。我国从事屏蔽机房建设的企业并不多，具有屏蔽机房系统集成资质和屏蔽机房甲级资质的企业更少，并且还要有涉密资质，所以有些用户采用分包施工。不论是国企还是私企，不论是分包还是系统集成，设计和施工单位必须要具备国家规定的资质。

承接屏蔽工程建设的企业在接收工程前后，应该实行销售人员向公司总经理一人报备制，防止出现工程价格偏差，给设计人员带来不必要的施工图纸的修订问题。电磁屏蔽机房一般都涉及保密数据，工程部应该把项目涉密信息交底，以便设计人员确定知悉范围、介质管控、材料选定的掌控。

设计人员根据用户要求设计施工图，设计的要素除机房的尺寸和机房壳体的材料外，还包括机房的配置和装修。机房的配置为屏蔽门、滤波器、波导窗、空调、空调波导管和光纤波导管等。装修的材料为地面静电地板，墙面彩钢板，顶面铝制板等。设计人员需要和用户方多次沟通，精确选定配置器件。机房装修的尺寸、型号、规格、数量，设计人员可以提出多种配置方案供用户选择。比如波导窗的数量，虽然有屏蔽机房波导窗数量的计算公式，但最终也要和用户确定。当然，设计图中必不能少的还有机房的消防设施包括排烟窗泄压窗和机房的防雷接地装置。至于机房的造价成本，设计图纸可不必标明，由工程部根据图纸核算，但设计前设计人员应该和工程部沟通，以免材料计算成本偏差太大。

屏蔽机房是一项有高科技含量的复杂工程，它涉及到多种工种和学科，一个机房的设计图纸往往达到60～70页，加上方案说明，常常是一部厚厚的资料，需要设计人员反复核对确定。

2 选材阶段

国内有不少厂家生产符合设计要求的屏蔽材料，但屏蔽材料的改进和更新换代日新月异，还有一些新型屏蔽材料的出现，在不增加总体工程成本的前提下，尽量选购新一代屏蔽材料。

一般情况下，工程采购会按图纸表明的数量、规格、型号采购，但出现材料价格较大变动时，就需要和有关各方协商。特别是近几年金属材料价格疯涨，钢材由3 000元/t涨到了7 000元/t，铜材涨得更厉害。这需要我们的商务人员、设计人员和材料采购提前与用户沟通，认真应对。

电磁屏蔽必须屏蔽电场和磁场，通常都采用低电阻率的导体材料。空间电场波在射入到金属体表面时，会产生反复的反射损耗和吸收损耗，使电场能量大大衰减，从而达到屏蔽的目的[2]。

目前，机房壳体绝大部分用户都采用国标（GB）冷轧钢板，常用规格有1*2*0.002（m），也有大板1.25*2.5*0.003（m）。一般由钢板生产厂家把钢板发往用户，但材料采购员不可掉以轻心，须用千分尺到现场测量，钢板的厚度一定要在GB的误差范围之内。特别要注意的是，千万不可订购成热轧钢板，热轧钢板热轧后，在常温空气中迅速冷却，近似于淬火，钢板分子呈马氏体结晶，硬度增高，焊接质量不高[3]。

还有屏蔽机房用的各种规格的电线，由于电线非标生产厂家大量存在，需要我们采购人员格外注意。非标电线普遍价格低，但从电线的绝缘表皮和金属芯的粗细很容易判断出来，这类电线在科技含量高的屏蔽机房是不能使用的[4]。屏蔽机房的用电电流和屏蔽机房的面积成正比，有16 A、50 A和63 A，面积大的屏蔽机房电流能达到200 A以上。所以，屏蔽机房的电线必须用GB产品，厂家要有合格证和检验报告，千万不可贪图便宜滥用非标产品。

屏蔽机房还要用一种材料叫彩钢板，用于屏蔽机房的外饰。彩钢板过去的叫法比较实际，叫做金属面夹芯墙板。表面漆膜采用机能涂装，金属面采用0.5 mm或0.6 mm的钢板，钢板内裹泡沫制成[5]。这种夹层彩钢板重量轻，价格低，但它最大的问题是强度差，不阻燃。现在普遍采用了外层钢板内层石膏板的新型彩钢板，虽然价格偏高，但强度好，阻燃，寿命长。屏蔽机房的外饰维保期过后难免会出现更换、维修问题，用户要自掏腰包，所以从长期来看是划算的。这类彩钢板生产厂家很多，江苏、河北、浙江都有生产，质量都过关，方便选用。彩钢板的名称虽然叫彩钢，但厂家的产品多在钢板的外表面喷上了白色的油漆。如果用户想用其他颜色作为屏蔽机房的外表颜色或者用户有屏蔽机房外表图案的设计，和彩钢板的生产厂家协商应该可以做到，且成本并不会增加多少。

彩钢板作为机房墙板有模块化、可拆装、可重复循环使用、便于安装和墙体走线等特点，内饰防火隔音石膏板，价格较低，目前市场上大量采用。

屏蔽机房内部的地板用防静电地板，他和顶棚用材主要起机房内部装饰之用，对屏蔽机房的性能改善不会起到多大的影响，但它对防火安全至关重要。河北、江苏等地有厂家生产防静电地板型材，规格基本都是60 cm×60 cm，有全钢防静电活动地板，陶瓷防静电活动地板，硫酸钙/硅酸钙防静电活动地板，德式复合防静电地板等。这类型材的基材结构基本相同，大多是表面用不同材质的板材，内部填充物用优质国标（GB）425#水泥填充，也有优质硅酸盐水泥或硫酸钙水合物、木纤维压制而成。设计选择时，主要要考虑两点，一是防静电活动地板的屏蔽性能，二是价格。无论选择哪一种，都必须同时订购配套的防静电活动地板金属支架。

由此看来，屏蔽机房仅防火一项的要求，地板的价格不菲。为了降低价格，有科研单位正在研制可以不用金属支架的屏蔽水泥。上市后，如果价格低，可以先行试用。

屏蔽机房常用的顶棚用材是铝制板，有长条形和方型2种，又分有孔和无孔，有孔的孔径Φ0.2 mm，有多种颜色可选。机房室内无外来光线且通风不好，中型机房多采用白色方型带孔铝制板。机房漂亮的内饰有心理暗示作用，可以减少机房工作人员的心理压抑和疲劳，值得我们设计人员重视。还有用户喜欢在内饰上更具现代气息一些，设计师可以推荐市面上生产的PVC贴面花色或HPL贴面花色，这样的内饰更像是普通的办公室，减少工作人员身居铁壳机房的心理压力。

3 施工阶段

施工是屏蔽机房建设最核心的流程，直接关系到屏蔽机房屏蔽的效能。所以施工必须成立项目经理部，委派项目队长，确定施工人员。如果工程有涉密项目，工程部要对施工人员项目保密培训。项目队长及时准备施工设备，参与项目交底和施工图会审。

施工前，材料必须进场。有的承建单位通过物流或快递运送材料，这种方法简单省力，但到货时间不能准确保证，影响工期。最好的办法是承建单位专车派送，这样可以保证开工日期，避免人力浪费。

材料到场后，项目负责人要亲自接收和领取，保证材料的质量、数量和品牌符合设计要求。需要注意的是，材料一定要存放在用户指定的地点，比如棚子或库房。甲方或乙方商定，指定专人看管，专人负责履行材料进出登记手续，避免丢失或损坏影响施工。

施工前，项目经理必须对施工人员进行安全教育和保密教育。施工中，施工人员必须严格按照公司规定严谨施工，比如戴安全帽，带护目镜，穿工作服，不准携带手机，更不允许拍照。

项目监管是施工阶段的重要组成部分，分外部监管和内部监管。外部监管是制定工程的规章制度，要求现场施工人员每天写工作日志，拍摄现场施工图片，发布在公司工作群中，向公司领导和有关人员汇报，有问题在群中就可以解决。内部监管是工程项目经理施工现场监管，每天驻场监管，发现问题现场及时纠正。内部监管的项目主要有：涉密人员现场表现管理；检查制度规定范围内的项目资金使用；施工进程；施工质量；安全；施工工艺等执行情况。定期进行施工现场进展通报，包括阶段通报、问题通报、事故通报等，特别是按图施工。项目负责人定期向主管领导写进度报告。确保施工进度按计划进行。

屏蔽机房的金属壳体由钢板焊接而成，因此，屏蔽机房的焊接不同于一般的电焊。一般的电焊要求的是钢板连接的坚固，屏蔽机房要求除连接坚固外，还要求焊缝的严密不漏点，确保电磁信号不侵入不泄露。焊接一般采用人工焊接，用二氧化碳保护焊。钢板的拼接处留有3 mm空隙，工艺采用氩弧焊，搭边焊。

屏蔽机房的接地是施工中的重要环节。接地技术是防止电磁干扰，增加电子设备兼容能力，提高设备可靠性的重要方法。设备和系统的接地，其目的有两个：一个为设备或系统提供一个信号电压的公共参考点；二是为了人身和设备的安全。接地方式可分为单点接地，多点接地和混合接地等[6]。电磁屏蔽的屏蔽体必须良好接地，使屏蔽体和大地同电位，避免产生对地电容造成干扰。屏蔽体接地的方法不同于电子设备的接地，它关乎屏蔽体整体的安全和工作人员的安全以及屏蔽效能是否可靠，电磁屏蔽体的接地是单独接地，即单点接地。为保证接地可靠，要选择专门的金属接地器材，比如接地棒、接地模块、接地铜排、接地扁铁等。

电磁屏蔽室的结构除整体的壳体和屏蔽门外，还包括屏蔽门、波导窗、滤波器、空调、机柜和UPS电源等附加设备。这些设备安装时，必须考虑和屏蔽室外部的屏蔽问题，这就需要加装数量不少的波导管，有光纤波导管、空调波导管、空调汽液过壁管、消防波导管等等。波导管的安装工艺有要求，例如空调波导管的安装，有用户要求把空调接出外挂主机的铜管从机房打孔穿出，不用再套空调波导管，穿孔连接处用二氧化碳保护焊或铜焊。因为铜管就有很好的屏蔽作用，这样省时省力。当然，这样不如加上空调波导管的效果好，需要施工队长和用户及设计人员协商解决。机房的设备安装后，施工队用GY2006型检漏仪点对点接收自检，直到合格。另外，壳体焊接的质量和壳体机房、室内线路的屏蔽接地（接室外地网的接地桩）是否按要求采用专门的接地器材接地，接地是否牢靠也是自检的重点。

4 调试验收阶段

工程完工后，工程队要初步验收，主要是对外环（外部环境）的验收。内容包括机房外观和设备安装是否规范。外环验收还包括机房温度、湿度、电压、电流和空调漏水的检测。

初步验收后，施工队长向自己公司口头或文字汇报，必要时发图片，有保密的部位不得发图片，公司将指派公司内有国家备案具有二级资质的项目经理现场验收。

用户方一般都有自己的检测部门，如保密技术科、保密局等，他们会对自己的机房验收并安装机房设备。如果用户的机房指标要求高，用户将申请第三方来检测（国家保密局或中央机要局，总参纪要局，也有经国家保密局批准的具有专业资质的私企检测机构），检测费用由施工方出。国家级检测机构检测时，施工方和用户的技术人员都要到场，发现问题随时解决。我国军事级检测机构对电磁屏蔽机房要求的测试指标分为B级、C级和D级，D级最高[7]。检测磁场仪器用大圆环形天线一对，检测电场用小圆柱体振子天线一对，检测微波用四方口型铝质喇叭形天线一对，3项的测试数据都有具休的数据要求，所以，一个屏蔽室需要测试的次数达到数百次。以最重要的测试部位——屏蔽门为例，门内有6个测试点，加上4个角，共有10个测试点，三项测试就要30次，每项要测两个数据就要测60次。C级标准低频电场波要达到70 db以上，高频电场波要达到100 db以上；D级标准低频电场波要达到85 db以上，高频电场波要达到120 db以上。检测合格后，检测机构会出具国家级检测合格证书，检测报告具有法律效力。

至此，屏蔽机房的施工全部完成，填写项目完成报告、项目验收报告，包括工程完工审批表和试运行报告、客户满意度调查表，甲方及现场负责人对项目终极验收，交钥匙，交资料，培训用户使用人员。

屏蔽机房的维保期一般为3 a，这是国家规定的硬指标。3 a质保期内，系统出现问题均由公司负责，公司将及时处理，无条件保修，包换，包退，提供可靠的原厂设备，所有费用由公司承担。施工方的运维服务包括日常运行，服务咨询，巡检保养，主动检测，故障修复，特殊保障和升级优化和更新屏蔽材料，施工方更换或更新材料时，一定要保证材料的一致性或更高质量。维保期过后，由于屏蔽机房工作性质的特殊性，施工方必须要24 h响应甲方（用户方）要求，承担技术服务任务，但乙方（施工方）的人工费、差旅费和材料费须甲方承担。

归根结底，提高电磁屏蔽室性能的方法首先体现在超前的设计方案上，其次是千方百计提高施工的质量也就是采用全新的施工工艺。