JP3917620B2

JP3917620B2 - 電磁波遮蔽構造

Info

Publication number: JP3917620B2
Application number: JP2004365914A
Authority: JP
Inventors: 成隆広里; 健二影山
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2024-12-17
Also published as: JP2006169872A

Description

本発明は、建築物の電磁波遮蔽構造に関する。

電磁波遮蔽構造としては、コンクリート床の上面に導電膜が設けられると共に、コンクリート床の下面にデッキプレートが設けられることで、コンクリート床内をコンクリート床に沿って伝搬する電磁波が減衰されて遮蔽されるものがある（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この電磁波遮蔽構造では、上述の如くコンクリート床の上面に導電膜が設けられると共にコンクリート床の下面にデッキプレートが設けられたのみの構成である。このため、電磁波を効果的に遮蔽できないという問題がある。
特開平１１−１２１９７３号公報

本発明は、上記事実を考慮し、部屋内と部屋外との間で電磁波を効果的に遮蔽（シールド）できる電磁波遮蔽構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の電磁波遮蔽構造は、建築物の部屋の外周を構成し、内部に前記部屋内と前記部屋外との間で電磁波が到来する外周部材と、管状にされると共に導電性を有し、前記部屋内と前記部屋外との境界壁との交差部分における前記外周部材の内部に前記外周部材に沿って設けられて一端を前記部屋側へ向けられると共に他端を反前記部屋側へ向けられ、かつ、互いに導通されない複数の導波管と、を備えている。

請求項２に記載の電磁波遮蔽構造は、請求項１に記載の電磁波遮蔽構造において、導電性を有し、前記導波管の前記部屋側及び反前記部屋側の少なくとも一方で前記導波管の側面に対向して配置された導電層を備えた、ことを特徴としている。

請求項３に記載の電磁波遮蔽構造は、請求項１又は請求項２に記載の電磁波遮蔽構造において、前記外周部材内に設けられると共に前記外周部材と異なる材料で設けられ、前記外周部材を補強すると共に導電性を有しない補強部材を備えた、ことを特徴としている。

請求項４に記載の電磁波遮蔽構造は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の電磁波遮蔽構造において、前記導波管の側壁に貫通孔を貫通形成した、ことを特徴としている。

請求項１に記載の電磁波遮蔽構造では、建築物の部屋の外周を構成する外周部材内に、部屋内と部屋外との間で電磁波が到来する。

ここで、管状にされると共に導電性を有する導波管が、部屋内と部屋外との境界壁との交差部分における外周部材の内部に外周部材に沿って設けられて一端を部屋側へ向けられると共に他端を反部屋側へ向けられている。このため、部屋内と部屋外との間で外周部材内を外周部材に沿って伝搬する電磁波が、導波管内で減衰される。これにより、部屋内と部屋外との間で電磁波を効果的に遮蔽することができる。

請求項２に記載の電磁波遮蔽構造では、導電性を有する導電層が、導波管の部屋側及び反部屋側の少なくとも一方で導波管の側面に対向して配置されている。このため、部屋内と部屋外との間で外周部材内を外周部材に沿って伝搬する電磁波が、導波管の側面と導電層との間から漏洩することが抑制される。これにより、部屋内と部屋外との間で電磁波を一層効果的に遮蔽することができる。

請求項３に記載の電磁波遮蔽構造では、外周部材内に設けられて外周部材を補強する補強部材が導電性を有しない。このため、補強部材がアンテナになって補強部材によって部屋内と部屋外との間で電磁波が漏洩することを防止することができる。

請求項４に記載の電磁波遮蔽構造では、導波管の側壁に貫通孔が貫通形成されている。このため、例えば外周部材がコンクリートによって構成される場合には、導波管内へのコンクリートの打設を貫通孔を介して容易に行うことができる。さらに、例えば貫通孔を補強部材が貫通できる場合には、貫通孔を介して補強部材を導波管内に配置でき、外周部材を補強部材によって効果的に補強することができる。

図１には、本発明の実施の形態に係る電磁波遮蔽構造１０が適用されて構成された建築物１２の主要部が断面図にて示されている。

本実施の形態に係る建築物１２は、オフィスビル等であり、所定数の部屋１４を有している。部屋１４の側壁１６（外周）は一対の側壁ボード１８を有しており、各側壁ボード１８は各部屋１４の側面を構成している。電磁波の遮蔽を必要とする部屋１４（図１では左側の部屋１４であり、以下「遮蔽部屋１４」という）の側壁ボード１８内には、導電層としての壁シールド層２０が設けられており、壁シールド層２０は例えばアルミニウム製のシート等にされて導電性を有している。このため、壁シールド層２０は電磁波を遮蔽する。

部屋１４の下壁（外周）は、外周部材としてのコンクリート製の床スラブ２２によって構成されており、床スラブ２２には側壁１６の下端及び上端が固定されている。遮蔽部屋１４の下壁を構成する床スラブ２２の部分の周部上面には、上記壁シールド層２０が張り伸ばされている。さらに、床スラブ２２の下端全体には、導電層としての例えば平板状（波板状であってもよい）の亜鉛メッキ板２４（デッキプレート、亜鉛鉄板、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛メッキ鉄板又はメッキされていない鋼板等の鋼板の何れかであってもよい）が固定されており、亜鉛メッキ板２４は導電性を有して電磁波を遮蔽する。

床スラブ２２内には、補強部材としての長尺円柱状の補強筋２６が複数設けられており、複数の補強筋２６は、平面視格子状に配置されて床スラブ２２を補強している。補強筋２６は、例えば樹脂製のアラミド筋にされて、導電性を有していない。

遮蔽部屋１４の下壁を構成する床スラブ２２の部分の周部内には、矩形管状の導波管２８が複数床スラブ２２に沿って設けられており、複数の導波管２８は遮蔽部屋１４の側壁ボード１８に沿って並列配置されている（図２参照）。これにより、各導波管２８の一端は遮蔽部屋１４側へ向けられると共に、各導波管２８の一端は反遮蔽部屋１４側へ向けられている。なお、例えば、導波管２８の一端及び他端の各辺の長さａ及びｂは１５０ｍｍにされると共に、導波管２８の軸方向長さＬは３００ｍｍ以上にされている（図４参照）。

導波管２８は、エキスパンドメタル製にされて、側壁が網状にされており、導波管２８の側壁には、多数の菱形状（矩形状）の貫通孔３０が貫通形成されている。図３に詳細に示す如く、貫通孔３０は、各辺の長さＷが２０ｍｍ以上にされて内接円直径が１０ｍｍ以上にされており、このため、一般に直径Ｒが１０ｍｍ未満の補強筋２６が貫通孔３０を貫通可能にされている。これにより、床スラブ２２内に配置される補強筋２６が、導波管２８の軸方向のみならず、導波管２８の幅方向においても、導波管２８に貫通されて、補強筋２６の格子状の配置を導波管２８が制限しないようにされている。

各導波管２８は、上側壁が対向する壁シールド層２０、下側壁が対向する亜鉛メッキ板２４、及び、右側壁と左側壁とが対向する他の導波管２８との間隔を小さくされている。さらに、各導波管２８の全体には塗装が施されており、これにより、各導波管２８が壁シールド層２０及び亜鉛メッキ板２４に接触して導通することが阻止されると共に、導波管２８同士が互いに接触して導通することが阻止されている。

遮蔽部屋１４の床部分は、所謂ＯＡフロアにされており、遮蔽部屋１４における床スラブ２２上（あるいは当該床スラブ２２上の壁シールド層２０上）には支持部材としての支持脚３２が複数固定設けられると共に、複数の支持脚３２には複数の平板状のフロアパネル３４が水平に支持されている。これにより、複数のフロアパネル３４と当該床スラブ２２との間の空間に、コンピュータ等のための電源用配線や通信用配線等を配設可能にされている。

なお、各部屋１４には、上壁（外周）として、天井（図示省略）が設けられており、遮蔽部屋１４の天井は電磁波を遮蔽する構成にされている。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

以上の構成の電磁波遮蔽構造１０では、遮蔽部屋１４の下壁を構成する床スラブ２２内に、遮蔽部屋１４内と遮蔽部屋１４外との間で（遮蔽部屋１４内及び遮蔽部屋１４外（例えば遮蔽部屋１４の隣の部屋１４）からの）電磁波が到来する。

ここで、矩形管状にされると共に導電性を有する複数の導波管２８が、遮蔽部屋１４内と遮蔽部屋１４外との境界部分における床スラブ２２の内部に床スラブ２２に沿って設けられて、一端を遮蔽部屋１４側へ向けられると共に他端を反遮蔽部屋１４側へ向けられている。このため、遮蔽部屋１４内と遮蔽部屋１４外との間で床スラブ２２内を床スラブ２２に沿って伝搬する電磁波が、各導波管２８内で減衰される。これにより、遮蔽部屋１４内と遮蔽部屋１４外との間で電磁波を効果的に遮蔽することができる。

さらに、導電性を有する壁シールド層２０及び亜鉛メッキ板２４が、それぞれ導波管２８の上側（遮蔽部屋１４側）及び下側（反遮蔽部屋１４側）で、導波管２８の側面に間隔を小さくされかつ互いに導通されない状態で対向して配置されている。しかも、導波管２８の側面同士が間隔を小さくされかつ互いに導通されない状態で対向して配置されている。このため、壁シールド層２０と導波管２８との間で構成されるコンデンサ、亜鉛メッキ板２４と導波管２８との間で構成されるコンデンサ、及び、導波管２８同士間で構成されるコンデンサのインピーダンス及び電位差が小さくている。これにより、遮蔽部屋１４内と遮蔽部屋１４外との間で床スラブ２２内を床スラブ２２に沿って伝搬する電磁波が、壁シールド層２０と導波管２８との間、亜鉛メッキ板２４と導波管２８との間、及び、導波管２８同士間から漏洩することが抑制されて、遮蔽部屋１４内と遮蔽部屋１４外との間で電磁波を一層効果的に遮蔽することができる。

しかも、床スラブ２２内に設けられて床スラブ２２を補強する補強筋２６が導電性を有しない。このため、補強筋２６がアンテナになって補強筋２６によって遮蔽部屋１４内と遮蔽部屋１４外との間で電磁波が漏洩することを防止することができる。

また、導波管２８の側壁に多数の貫通孔３０が貫通形成されている。このため、導波管２８内へのコンクリートの打設を多数の貫通孔３０を介して容易に行うことができる。さらに、貫通孔３０に補強筋２６が貫通されている。このため、貫通孔３０を介して補強筋２６を導波管２８内に配置でき、床スラブ２２を補強筋２６によって効果的に補強することができる。

なお、本実施の形態では、壁シールド層２０と導波管２８との間、亜鉛メッキ板２４と導波管２８との間、及び、導波管２８同士間を導通させない構成としたが、壁シールド層２０と導波管２８との間、壁シールド層２０と導波管２８との間、及び、導波管２８同士間を導通させた構成としてもよい。

また、本実施の形態では、エキスパンドメタル製の導波管２８を矩形管状にした構成としたが、図５に示す如くエキスパンドメタル製の導波管４０を円管状にした構成としてもよい。

さらに、本実施の形態では、本発明を床スラブ２２に適用した構成としたが、本発明を側壁１６や天井に適用した構成としてもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、こうした実施の形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

（導波管による理論電磁波減衰性能）
導波管２８、４０による電磁波減衰量Ｓ（ｄＢ）は、
Ｓ＝８．６９×（２π×ｆ／Ｃ）×［｛（ｆｃ／ｆ）²−１｝×Ｌ］^1/2
となる。

但し、Ｃは光速（３００Ｍｍ／ｓ）であり、ｆは減衰対象電磁波の周波数（ＭＨｚ）であり、ｆｃは限界周波数（ＭＨｚ）（上記式が成立する範囲の電磁波の周波数ｆであり、この値よりも電磁波の周波数ｆが高いと上記式は適用できない）であり、Ｌは導波管２８、４０の軸方向長さ（ｍ）である。

また、ａを導波管２８、４０の幅（ｍ）（図４の導波管２８では導波管２８一端の長い方の辺の長さ（本理論ではａがｂ以上とする）、図５の導波管４０では導波管４０一端の直径）とすると、限界周波数ｆｃは、
図４の導波管２８の場合に、
ｆｃ＝Ｃ／（２ａ）
となり、
図５の導波管４０の場合に、
ｆｃ＝Ｃ／（２ａ×０．９２）
となる。

ここで、図４の導波管２８の場合、限界周波数ｆｃは図６のようになる。

さらに、図４の導波管２８において、導波管２８の幅ａが０．１２５ｍの場合には導波管２８による電磁波減衰量Ｓ（ｄＢ）は図７のようになり、導波管２８の幅ａが０．１５ｍの場合には導波管２８による電磁波減衰量Ｓ（ｄＢ）は図８のようになる。

これにより、例えば図４の導波管２８において電磁波の周波数ｆが８００ＭＨｚ以下で導波管２８の幅ａが０．１５ｍの場合には、図８から、導波管２８の軸方向長さＬが３００ｍｍ以上であれば、導波管２８による電磁波減衰量Ｓを３０ｄＢ以上（本発明の電磁波減衰性能の基準）にすることができる。

本発明の実施の形態に係る電磁波遮蔽構造が適用されて構成された建築物の主要部を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る電磁波遮蔽構造における複数の導波管の配置状況を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る電磁波遮蔽構造における導波管の貫通孔形成状況を示す正面図である。本発明の実施の形態に係る電磁波遮蔽構造における導波管を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る電磁波遮蔽構造における導波管の別例を示す斜視図である。図４の導波管における限界周波数ｆｃを示す表である。図４の導波管において導波管の幅ａが０．１２５ｍの場合における導波管による電磁波減衰量Ｓ（ｄＢ）を示す表である。図４の導波管において導波管の幅ａが０．１５ｍの場合における導波管による電磁波減衰量Ｓ（ｄＢ）を示す表である。

符号の説明

１０電磁波遮蔽構造
１２建築物
１４部屋
２０壁シールド層（導電層）
２２床スラブ（外周部材）
２４亜鉛メッキ板（導電層）
２６補強筋（補強部材）
２８導波管
３０貫通孔
４０導波管

Claims

建築物の部屋の外周を構成し、内部に前記部屋内と前記部屋外との間で電磁波が到来する外周部材と、
管状にされると共に導電性を有し、前記部屋内と前記部屋外との境界壁との交差部分における前記外周部材の内部に前記外周部材に沿って設けられて一端を前記部屋側へ向けられると共に他端を反前記部屋側へ向けられ、かつ、互いに導通されない複数の導波管と、
を備えた電磁波遮蔽構造。
導電性を有し、前記導波管の前記部屋側及び反前記部屋側の少なくとも一方で前記導波管の側面に対向して配置された導電層を備えた、ことを特徴とする請求項１記載の電磁波遮蔽構造。
前記外周部材内に設けられると共に前記外周部材と異なる材料で設けられ、前記外周部材を補強すると共に導電性を有しない補強部材を備えた、ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電磁波遮蔽構造。
前記導波管の側壁に貫通孔を貫通形成した、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の電磁波遮蔽構造。