電磁屏蔽建築物的製作方法
2023-06-01 02:44:51
專利名稱：電磁屏蔽建築物的製作方法
技術領域：
本發明涉及電磁屏蔽建築物，在其中可在戶內條件下用寬帶電波進行移動通信，且它可能防止由外部無線電噪聲引起的建築物內電子設備和系統的無線電幹擾或誤操作並為內部通信系統建立滿意的電波環境。
在建築物內獨立使用電波進行無線電通信時，如果所用電波頻率範圍與外部公共電波相同，通信系統中會發生外部電波的無線電幹擾，從而引起公共通信中的擾動。但是，如果用電磁屏蔽結構建設建築物，屏蔽或切斷建築物內外側之間的電波，就可自由選擇頻率範圍用於通信系統，而不必擔心外部公共電波的競爭或幹擾。為此目的，必須用使用導電材料的電磁屏蔽層完全覆蓋建築物，以便防止電波洩漏。關於以電磁屏蔽結構設計整個電磁屏蔽建築物，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的頻率範圍內需約20dB至30dB的屏蔽電平。另一方面，從安全角度考慮防止信息洩漏時，在100KHz至3GHz的頻率範圍內需較高屏蔽電平，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築物，且這種建築物建設成本相當高。例如，建築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，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築物並非統一需要一個固定屏蔽電平。所需屏蔽電平隨著目的或建築物內環境條件或建築物的周圍情況而變化，且建設規格隨屏蔽電平也變化。在需要電磁屏蔽的建築物中，各目的所需屏蔽性能隨建築物類型而變化，建築物諸如辦公室，旅館，商店和餐館，學校和其它教育設施，醫院以及別的福利設施，集體住房，用於特殊事件的文化和其它設施，工廠，市場和分配設施等。
例如，在包括財務設施、政府辦公室、公共建築等計算機中心的辦公建築物中，必須可靠維持信息傳送質量，保持信道恆定數目，並防止計算機誤操作，消除無線電幹擾。為了安全還需要完全防止洩密。相反，在集體住房中，維持一定質量信息傳送，保持足夠信道數，使得從安全考慮能保護居民隱私就足夠了。
在使用計算機的建築物中，需要較高屏蔽電平排除洩漏秘密數據。如，防止由外部電波的侵入引起計算機數據毀壞或防止數據洩至外部。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合部分無間隙出現。
另一方面，目前在一般建築物中使用了各種類型的電子系統和裝置，常常出現各種問題，如由來自外部的各種無線電噪聲引起無線電幹擾或這些電子系統和裝置誤操作。例如，在沿高速公路區域內，存在法律不允許的高輸出車載無線電臺(所謂「CB電臺」)產生的無線電噪聲。也有鄰近工廠內生產設備和設施產生的無線電噪聲或鐵路沿線區域內運行電氣火車導電弓發出的無線電噪聲。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，如通用計算機、個人計算機等的誤操作，測煙器、內部電話等的誤操作，防盜報警系統的誤動，或對無線電通信系統與裝置的無線電幹擾。當這些誤操作在夜間發生時，錯誤指令會發至遠方控制保安系統中的保安人員，或影響住區內的安靜與睡眠，從而產生破壞日常生活安寧之類的嚴重問題。
由於在上述情況下需要幾乎理想的高屏蔽電平用於保護計算機系統，通常需要通過採用高質量電磁屏蔽材料和建築方法取得高30dB的屏蔽電平。為此，建設成本通常高於一般建設所需的3-5％。但是，為了避免電子系統和裝置的誤操作或無線電幹擾，通過降低無線電噪聲至每一電子系統或裝置的允許電平，可解決上述問題。
例如，上述無線電噪聲中，正常周圍環境下常見情況為產生源處最大電平約為140dB，如果考慮因距離衰減，建築物牆表面約為110至120dB。另一方面，對通用計算機，電子系統和裝置上的無線電噪聲允許電平為110至120dB，而對個人計算機約為130dB。即使在這樣的條件下，實際中會發生不明原因引起的誤操作。自然，上述數值隨時間變化。從環境方面估計，由無線電幹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，如果試圖用較高建築水平達到上述情況中的同一屏蔽電平，建設成本將大大提高，而根據成本。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系統(PHS)或無線電區域網(LAN)中應用的移動通信裡頻率的高利用，在1至3GHz的頻率範圍中不需高達30dB的屏蔽電平。以低於所需電平的屏蔽電平可達到PHS或無線電區域網LAN，該所需電平是為實現安全的目的，或為防止誤操作所需的，正如過去電磁屏蔽建築物中強調的。而且，以大大低於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，容易預料3GHz或以上的頻率範圍將被引入這種用途。
如上所述，如果建築物被設計為電磁屏蔽建築物，以適應各種可能條件，這種建築物的建設成本可能很昂貴，此時，高度利用用於頻率範圍1至3GHz中的PHS或無線電區域網LAN的頻率，或目的在於防止無線電幹擾或排除電子系統與裝置的誤操作。
本發明的目的是提供一種適於在寬範圍中使用電波進行移動通信的電磁屏蔽建築物並根據高度利用頻率所需的性能以簡單的電磁屏蔽結構設計。本發明的另一目的是提供一種電磁屏蔽建築物，它能通過有效利用普通建築材料以簡單的建築方法修建，通過它可降低無線電噪聲，避免無線電幹擾並防止建築物內電子系統和裝置的無線電幹擾及誤操作，避免上下地板上的無線電幹擾。
為達到所述目的，本發明的電磁屏蔽建築物有電磁屏蔽空間，該空間包括設在外牆面上的外圍電磁屏蔽層和設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幹擾或電子系統與裝置的誤操作並建立適於內部通信系統的滿意的無線電環境，其中所述外圍電磁屏蔽層由建築材料製成，該建築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構材料製成。
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。
使用金屬板的建築材料是鋁拱肩。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牆或者整面鋁拱肩。或者，它設在外圍牆上或井牆或樓梯井牆上並包括嵌絲玻璃或整面鋁拱肩。
外圍電磁屏蔽層中，百葉窗或遮簾用於遮蓋窗口的內側，其每片頁片包括分別附著在正反面的導電材料和磁性材料。當窗口有金屬構架制的滑動門時，設導電材料用於堵塞窗構架滑動部形成的間隙。
上述地板結構材料用也用作構架的金屬結構材料製成。
電磁屏蔽建築物包括設在外圍牆面上的外圍電磁屏蔽層和設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和裝置的無線電幹擾或誤操作，並能建立適用於內部通信系統的、滿意的無線電環境。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部通信系統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構材料製成。
所述的所用電波在1至3GHz範圍內並在縱向極化方向。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於窗戶的縱向型金屬百葉窗和設在房間裡牆面上的電波吸收材料。
從說明中可明顯且清楚地看出本發明的其它目的和優點。
下面舉例說明建設中本發明的構造、元件組合、以及部件布置的細節，本發明的範圍如權利要求書所示。
圖1說明各種目的所需屏蔽電平；圖2顯示本發明電磁屏蔽建築物實施例的布置；圖3顯示縱向型百葉窗在1至3GHz範圍內電磁屏蔽特性的測量值；圖4說明本發明電磁屏蔽建築物中改進電波傳送特性的效果；圖5表示本發明降低無線電噪聲建築物的實施例；圖6是標準地板平面圖和圖5所示降低無線電噪聲建築物的縱向截面圖；圖7說明噪聲電平與屏蔽電平之間的關係；圖8是金屬板連接部支撐材料的例子；圖9是每層樓地板結構的例子，它使用同時用作構架的金屬結構材料；圖10是玻璃安裝區例子；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是用於建立窗口電磁屏蔽層的百葉窗例子；圖15是本發明降低無線電噪聲建築物中戶內電磁環境模型的例子。
參照圖2說明本發明電磁屏蔽建築物的實施例。圖2中，標記1代表建築物的框架主體，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代表隔牆，15代表電磁波傳送隔牆。在框架主體1中，含鐵混凝土或絲網混凝土與地板2或頂板3的平板一起使用，以便提供電磁屏蔽特性。金屬屏蔽牆可用於外牆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，或在內側面上設置金屬縱向型(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1(室1)和屏蔽區2(室2)各自為通信單元構成一個空間。電波吸收裝置9附著在牆或地板的內側，用於吸收電波並防止產生由房間裡電波反射引起的非傳送區。隔板10由主要包括用於傳送電磁波的成份的建築材料製成，如氫氧化鋁，並用於防止中斷電波。母天線11用於與終端13相連的子天線12通信。隔牆14用於分隔為通信單元構成一個空間的屏蔽區1(室1)，電磁波傳送隔板15位於隔牆14與母天線11和子天線12的位置相配處。自然，隔牆14可全部設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的相同方式用於隔牆可設計一個電磁波傳送間。但是，不必說，根據房間裡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電磁吸收盤用於提高時延色散特性。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並可使用高速無線設備。
順便說一下，電視和無線電廣播中常使用的頻率範圍為500kHz至1GHz的橫向極化波。另一方面，PHS(個人手機系統)或無線電區域網(LAN)中，使用頻率範圍為1至3GHz的縱向極化波。而且，在建築物內選用1至3GHz頻率範圍的PHS的情況下，屏蔽電平相對低於縱向極化面，可能大大低於上述頻率範圍100kHz至1GHz中常規所需的20至30dB數值。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1(室1)與屏蔽區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範圍內或縱向百葉窗內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頻率範圍內縱向極化面沒有得到象過去的30dB屏蔽電平時，例如當屏蔽電平約為10至20dB時，仍能有效利用電波。在這些情況下，根據本發明人所做實驗，發現即使當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釐米，上述屏蔽電平仍可獲得。圖3顯示了在1至3GHz頻率範圍內的測量值，獲得約13dB的屏蔽電平。間距根據上述的頻率波長變化，且不僅局限於約4至5釐米。
如上所述，在傳統型的電磁屏蔽建築中，外圍牆，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頻率範圍內在屏蔽電平大大低於傳統的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。結果，通過縱向條狀排列嵌絲玻璃，對於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構。
例如，以一窗戶為例，如圖2所示，可以設縱向條狀金屬窗簾或以縱向條狀形式用導電纖維織成的帘子，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，可以保持對應於上述頻率波長的間距。勿需贅言，這一間距可變為零，即轉變成一個平面。
1至3GHz頻率範圍內的PHS中，即使當屏蔽電平遠低於縱向極化面中的30dB傳統電平時，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，並通過內部電磁屏蔽結構在電磁屏蔽空間中進一步保證約30至40dB的屏蔽特性。如果採用簡單更新該空間，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並用必要的電氣連接步驟即可。
圖4說明在本發明的電磁屏蔽建築物中提高電波傳播特性的作用。首先，在傳統型電磁屏蔽建築物中，金屬表面21覆蓋其內側，如圖4A所示，來自母天線22的電波被金屬表面21反射，並在金屬表面21附近產生非傳送區。為消除非傳送區，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可以至少設在與來自母天線22的電波垂直處。為此目的設置圖2中所示的電波吸收裝置9。由於電波反射時極化面偏斜，所以當設有電波吸收裝置時，這種現象必須考慮。
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並防止由來自外部的無線電噪聲引起建築物內無線電設備、電子系統和裝置中的無線電幹擾或誤操作。圖5和圖6所示的電磁屏蔽建築物中，提供了一定程度的電磁屏蔽，通過有效混合通常使用的建築材料，可以降低無線電噪聲。同時為防止地板和頂板的無線電幹擾，井的牆和地板使用了具有電磁屏蔽特性的建築材料。
圖5A中，前牆和右牆使用了具有高性能熱反射玻璃31和鋁拱肩牆32的橫向窗戶。圖5B中，左牆採用了整面高性能熱反射玻璃簾牆33，後牆採用了整面鋁拱肩牆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，並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膜厚度或材料的混合比例而變化。總的來說，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、建築物的採光條件、來自外界的熱(空調效率)、設計條件等的特殊考慮來選擇膜厚度或材料混合比例。如果與鄰近建築物的距離很短，來自窗戶的光量不多，則如果設計中沒有特殊問題可採用嵌絲玻璃代替高性能熱反射玻璃或鋁拱肩牆作為外牆。
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幹擾並在每一地板上建立一通信室，當存在井(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幹擾。所以，存在井時，即使井在建築物內也需要屏蔽牆。在圖6A所示的標準地板平面圖中，區域A即用於該目的，而不是電梯EL，廁所WC，化妝間和其它辦公室，且不必特別考慮採光。這樣，在該區域使用整面鋁拱肩牆35和36作外牆和井牆。另一方面，由於光量低於外牆，嵌絲玻璃37用在井的其它牆上。在這種情況下，根據待屏蔽電波的頻率和屏蔽電平選擇絲網的間距，大小為10mm×10mm或以下較好。當然，可用高性能熱反射玻璃替代嵌絲玻璃37。
如上所述，當高性能熱反射玻璃31，鋁拱肩牆32，整面玻璃簾牆33，整面鋁拱肩牆35和36，嵌絲玻璃37等用作外牆和井牆時，可以降低穿牆而入的無線電噪聲並防止測煙器，內部電話或其它電子系統與裝置的誤操作，排除無線電通信設備的無線電幹擾。另一方面，對建築物的頂層和最低地板，如圖6B縱向截面圖中所示，設使用電磁屏蔽材料的電磁屏蔽層38和39，它包括金屬絲網，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，並設計為區域34，該處不用作辦公室而與一井通信，二樓以上用作辦公區。為此，電磁屏蔽層39設在二樓地板上因為二樓以上用作辦公區。
在每層樓的地板表面，根據樓板的混凝土厚度可取得一定程度的屏蔽電平。因為內部通信電波能以較低輸出使用，根據樓板混凝土厚度和結構可取得所希望的上下地板屏蔽電平。另一方面，在具有較窄地板區域的建築物中，可降低內部通信用電波的輸出，如果地板區域增加且每層樓的通信區域加寬，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構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幹擾。當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架的金屬結構材料，如金屬蓋板(F蓋板)，防止上下地板上無線電通信設備的無線電幹擾並充分利用可用信道。
圖7用於說明噪聲電平與屏蔽電平之間的關係。
如上所述來自非法高輸出車載電臺(CB電臺)，鄰近工廠生產設備產生的無線電噪聲，或電車的導電弓發出的無線電噪聲在產生源最高可達約140dB。相反，通用計算機，個人計算機和其它電子系統與裝置的允許電平為約110至130dB。假設因與產生源的距離衰減約20至30dB，就衰減至接近允許電平。雖然誤操作或無線電幹擾很少發生，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幹擾，如圖7所示。所以，即使沒有附著金屬絲網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，這是在假設屏蔽電平為30dB的基礎上的。然而，如果能達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，用鋁拱肩牆，鐵板，金屬蓋板等可達到更高的屏蔽電平。如上所述，通過根據周圍無線電噪聲環境選擇且混合過去所用建築物材料並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和裝置的無線電幹擾與誤操作並創造用於內部無線電系統的滿意的電波環境，而在上下地板中不產生相互無線電幹擾。
下面說明牆和地板的混凝土結構例子。圖8為連接金屬板的支撐材料圖9為使用同時用作構架的金屬結構材料的每層樓的地板結構圖10是玻璃安裝部結構圖11是使用膜的電磁屏蔽玻璃。圖中參考標記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表示鋁拱肩牆，45表示修正後的C形通道板，46表示金屬盤，47表示樓板混凝土，48表示同時用作構架的金屬結構材料。
例如，為了連接使用鋁拱肩牆，金屬盤或其它金屬板的外圍牆，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，修改後的C形通道板45之類的特殊硬體可以被連接。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的鋁拱肩牆44連接部位出現剩餘間隙時，因為金屬板42或修改後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幹擾並衰減無線電噪聲至一定程度。作為支撐材料，使用由導電鋼，鋁或不鏽鋼製成的C形通道或板。
在每層樓板的樓板結構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，同時作為構架的金屬結構材料48，如金屬蓋板(F蓋板)之類的材料用作每層樓板的樓板結構，如圖9所示，而混凝土板47置於其上。在這種情況下，在金屬結構材料和作為電磁屏蔽層的構架48與牆上的鋁拱肩牆44之間產生間隙，但是用於內部通信的電波由於它處於末端可以通過利用金屬結構材料/構架來獲得足夠的衰減特性。這歸功於近年來戶內使用的無線電系統(如PHS，無線電區域網LAN)已經變得輸出較低。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，屏蔽層之間的適當連接方法可以被選擇及如已提議的那樣用於連接部件。
在高性能熱反射玻璃的安裝部分，設定塊31_7和高性能熱反射玻璃31置於窗框架31_3上，如圖10A所示，並通過擋塊件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製成的位於金屬膜31_2側的擋塊件31_6堵塞。
或者，如圖10B所示，電磁屏蔽板31_8置於設定塊31_7上且設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。當然，在根據周圍條件通過使用高性能熱反射玻璃31的現有建築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所示用導電材料製成的壓塊凸臺31_9代替圖10A所示由電磁屏蔽材料製成的位於金屬膜31_2側的擋塊件31_6。壓塊凸臺31_9用於電氣連接金屬膜31_2和窗框架31_3，且為導電墊。
金屬膜31_2可使用一種複合膜結構，將陽光反射膜41_2a與導電膜41_2b結合，如圖11所示。此時，如果陽光反射膜41_2a用在外側面上而導電膜41-2b用在內側面上，則紫外線被切斷，並整個膜的壽命提高。與僅使用導電膜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與外牆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，整體形成一對上橫杆65a和下橫杆65b，並合併兩個活動門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上部的導向槽63c，嵌入在窗戶架63a中並具有屏蔽特性的窗戶玻璃63d。活動門63的滑輪63b和導向槽63c被設置在窗框架65的橫杆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的上部與上橫杆65a之間及在窗戶架63b的下部與下橫杆65b之間產生間隙。同樣，在如圖13所示活動門63關閉的情況下，在兩個窗戶架63a重疊部分產生間隙。導電件59至61每個包括一個導電墊圈或一個導電刷，這些墊圈或刷有助於堵塞間隙並防止電波洩漏，由此在此部位上排除了電磁屏蔽特性的降低。
下面，描述百葉窗用於窗口的電磁屏蔽層的例子。百葉窗71包括葉片，每片葉片的一側有導電材料或導電塗料之類的導體，另一側有鐵素體之類的磁性材料。在窗口內側的百葉窗盒75中，固定一個百葉窗掛鈎76，用鋼繩懸掛百葉窗71來上下移動百葉窗。導電墊圈固定在百葉窗下部和下牆，並將它與牆內側的電磁屏蔽層74整體地電連接。例如，在連接波紋管77中使用導電材料，使百葉窗盒75電連接到蓋板(金屬)上。當百葉窗橫向水平排列時，即百葉窗被設置在百葉窗71之間的窗口的垂直部位78時，電波吸收裝置72被設置在百葉窗的兩側，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洩漏。
對於通常使用的電波，根據設定的目的來設定頻率範圍。相對於電場的極化方向，這些電波被分為縱向極化波和橫向極化波。橫向極化波用於通常電視和無線電廣播的頻率範圍500kHz至1GHz，而對於PHS(個人手機系統)或無線電區域網LAN，使用頻率範圍1至3GHz的縱向極化波。當用導電材料的金屬百葉窗進行電磁屏蔽時，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，但對於橫向極化波不能有效獲得屏蔽效果。然而，通過上述本發明的百葉窗71，葉片的前後側分別由導電材料和磁性材料製成以匹配電波，此處相互垂直的電場和磁場在空間和時間上並存且傳播，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，並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所示的本發明減少無線電噪聲的建築物內戶內電磁環境模型。在圖示模型中，高性能熱反射玻璃81和鋁拱肩牆82用於外牆，嵌絲玻璃83用於井牆，鋼盤84用於隔牆。而且，就蓋板來說，電磁屏蔽材料85和86用於天花板和地板。用這種方式，常用建築材料被有效用於圖中所示模型房屋空間的六表面上，雖然沒達到高屏蔽電平，但來自外界的無線電噪聲可被衰減到至少約1/5，即約15dB。結果，可防止由無線電噪聲引起的測煙器，內部電話，通用計算機，個人計算機之類電子系統和裝置等的誤操作並大大減少上下地板上無線電通信系統的無線電幹擾。
本發明不局限於上述實施例，不超出本發明的精神和範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牆的橫向窗戶用在前側，而整面高性能熱反射玻璃的簾牆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於外圍牆。上述數值視作一般情況，而無線電噪聲電平，允許電平，屏蔽電平等根據環境情況變化。而且，具有金屬膜的玻璃能滿足，不限於高性能熱反射玻璃。為防止上下地板上的無線電幹擾，電磁屏蔽材料可用於天花板。
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計金屬百葉窗或以橫向條狀布置金屬嵌絲時，本發明也可用於橫向極化波用作通信媒介的情況。在上述實施例中，以縱向條狀間距等於或小於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，顯然根據本發明可降低來自外部的無線電噪聲並有效利用內部無線電系統。而且，通過使用井牆和地板結構材料降低電波防止上下地板上的無線電幹擾，並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築材料中選擇材料，可減少建設成本和勞動成本並防止火警，內部電話等的誤操作。
而且，與過去所需的40dB屏蔽特性相比，屏蔽電平大大減少(至小於一半)，且可採用簡單的屏蔽結構。另外，所用電波在1至3GHz範圍內，極化方向為縱向，以縱向條狀間距等於或小於5cm使用電磁屏蔽材料，並可減少電磁屏蔽材料使用量且簡化建築方法，降低成本。此外，可有效利用無線電系統用於如PHS所採用縱向極化方向1至3GHz的頻率範圍。因為縱向金屬百葉窗可用於窗戶，所以容易適用窗戶。通過在室內的內牆表面設置電波吸收裝置，能防止電波通過牆表面反射，消除室內的非傳送區。所以，可降低成本並提供適合較寬範圍通信的電磁屏蔽建築物。
權利要求
1.一種電磁屏蔽建築物，具有電磁屏蔽空間，該空間包括設在外圍牆上的外圍電磁屏蔽層和設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幹擾或電子系統與裝置的誤操作並建立適於內部通信系統的滿意的無線電環境，其特徵在於所述外圍電磁屏蔽層由建築材料製成，該建築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構材料製成。
2.一種如權利要求1的電磁屏蔽建築物，其特徵在於，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。
3.一種如權利要求2的電磁屏蔽建築物，其特徵在於，所述具有金屬膜的玻璃是高性能熱反射玻璃。
4.一種如權利要求3的電磁屏蔽建築物，其特徵在於，所述外圍電磁屏蔽層設計為電磁屏蔽板置於設定塊上且高性能熱反射玻璃嵌入窗框架。
5.一種如權利要求3的電磁屏蔽建築物，其特徵在於，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。
6.一種如權利要求3的電磁屏蔽建築物，其特徵在於，所述外圍電磁屏蔽層包括一個擋塊件，它使用電磁材料並置於具有高性能熱反射玻璃金屬膜的表面和窗框架之間。
7.一種如權利要求1的電磁屏蔽建築物，其特徵在於，使用金屬板的建築材料是鋁拱肩。
8.一種如權利要求1的電磁屏蔽建築物，其特徵在於，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牆或者整面鋁拱肩。
9.一種如權利要求1的電磁屏蔽建築物，其特徵在於，所述外圍電磁屏蔽層設在外圍牆上或井牆上。
10.一種如權利要求9的電磁屏蔽建築物，其特徵在於，嵌絲玻璃或整面鋁拱肩用於井牆。
11.一種如權利要求1的電磁屏蔽建築物，其特徵在於，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形通道鋼安裝於金屬板上，並將金屬板固定。
12.一種如權利要求1的電磁屏蔽建築物，其特徵在於，所述外圍電磁屏蔽層中窗口的內側由百葉窗覆蓋，百葉窗的每片頁片在正反面分別具有導電材料和磁性材料。
13.一種如權利要求1的電磁屏蔽建築物，其特徵在於，使用金屬構架的滑動門置於所述外圍電磁屏蔽層窗口上，並設有導電元件用於堵塞窗框滑動部形成的間隙。
14.一種如權利要求1的電磁屏蔽建築物，其特徵在於，所述地板結構材料包括也用作構架的金屬結構材料。
15.一種電磁屏蔽建築物，具有電磁屏蔽空間，該空間包括設在外圍牆上的外圍電磁屏蔽層和設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幹擾或電子系統與裝置的誤操作並建立適於內部通信系統的滿意的無線電環境，其特徵在於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於內部通信系統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構材料。
16.一種如權利要求15的電磁屏蔽建築物，其特徵在於，所述的所用電波在1至3GHz範圍內。
17.一種如權利要求15的電磁屏蔽建築物，其特徵在於，所述的所用電波在縱向極化方向，且所述電磁屏蔽材料設計為縱向條狀，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。
18.一種如權利要求15的電磁屏蔽建築物，其特徵在於，所述電磁屏蔽材料是用於窗戶的縱向型金屬百葉窗。
19.一種如權利要求15的電磁屏蔽建築物，其特徵在於，所述電磁屏蔽材料是設在房間裡牆面上的電波吸收材料。
全文摘要
一種電磁屏蔽建築物，具有電磁屏蔽空間，包括設在外牆面的外圍電磁屏蔽層和設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幹擾或電子系統與裝置的誤操作，並建立適於內部通信系統的滿意無線電環境。外圍電磁屏蔽層由建築材料製成，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構材料製成。外圍電磁屏蔽層的電磁屏蔽材料設置成平行於內部通信系統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 優先權日1995年6月29日
發明者桜井仁, 向山澄夫, 石川敏行, 澁谷紳一, 小林勝廣, 千葉元 申請人:清水建設株式會社