1 引言
随着各种电子网络和电力电子技术在工业、交通、国防及其家庭日益广泛的应用，电磁干扰（Elec-tromagnetic
Interference—EMI）和电磁敏感度（Electromagnetic
Sensitivity—EMS）已成为现代电气工程设计和科研人员在设计过程中必须考虑的问题。大量电气、电子设备的广泛应用，形成了复杂的电磁环境。现代楼宇中的电气、电子设备极易受到外部电磁干扰的影响，可能出现运行紊乱、计算差错、检测失误等而无法正常工作，严重时还会危及设备与人员安全。同时该设备本身也会对其他设备产生电磁干扰，即成为干扰源。如何使电子、电气设备既不受外来干扰影响，也不对所处环境和其他设备造成干扰，维持共存的电磁环境、相互兼容，均能正常工作，是现代建筑电气设计必须解决的课题。为了保证电气、电子设备在复杂的电磁环境中能够正常工作，同时减少自身对环境产生的电磁污染，许多国家都颁布了电磁兼容性标准，国际电工委员会（IEC）设立的国际无线电干扰特委会（CISPR）于20世纪60年代制定了系列电子、电气设备的电磁干扰限制标准。80年代后，我国参照CISPR标准制定了若干相关国家标准。而今，抗电磁干扰和防护设计已成为现代建筑工程电气设计的重要内容。
2 电磁干扰源与电磁干扰的传输方式
电磁干扰是人们早就发现的电磁现象。一些电器、电子设备工作时所产生的电磁波，容易对周围的其他电气、电子设备形成电磁干扰，引发故障或者影响信号的传输。另外，过度的电磁干扰会形成电磁污染，危害人们的身体健康，破坏生态平衡。
电磁污染的来源包括雷电（包括核爆等强电磁脉冲）、静电及所有电气的动作（包括正常及非正常的）过程。如卫星通信、飞机航行的智能化、通信无线塔、超高压输电线路、工厂自动化生产线、电气牵引馈电系统的谐波、大型医疗设备、物理仪器、家用仪器、电动工具、移动电话、遥控仪表、集成模块、印刷电路板等，凡有电磁现象存在的地方都有电磁干扰问题。绝缘物体的相对摩擦也会产生可怕的静电效应。例如，高速飞行器与大气的相对运动、合成材料的缠绕、流体（石油、天然气等）的高速传输、化纤织物与人体的摩擦等，由于静电积聚的隐蔽性和释放过程的突发性，造成的危害程度不亚于谐波和强电磁脉冲。电磁干扰源可分为自然干扰与人为干扰源。自然干扰源如雷电、宇宙辐射、太阳黑子的干扰等；人为干扰源如变配电设备、变频设备、架空输电线、无线电发射台，以及来自工业、科研、医疗射频设备产生的干扰等。
研究电磁干扰的传输方式，对制定抗干扰的措施，消除或抑制干扰具有重要的意义。电磁干扰的传输方式大体分为空间传播的电磁辐射（Radiated）耦合方式与电路传输的传导（Conducted）方式。
电磁辐射干扰是指通过电磁源空间传播到敏感设备的干扰。例如，输电线路电晕产生的无线电干扰或电视干扰即属于辐射型干扰。电磁辐射干扰近场表现为静电感应与电磁感应导致的干扰，远场则为通过辐射电磁波造成的干扰。任一载流导体周围都产生感应电磁场并向外辐射一定强度的电磁波，相当于一段发射天线，处于电磁场中的任一导体则相当一段接收天线，会感生一定电势，导体的这种天线效应是导致电子、电气设备相互产生电磁辐射干扰的根本原因。干扰源辐射电磁干扰的强度可以计算或实测，其辐射场强E随距离成反比衰减。工业、科研、医疗领域的射频设备可能产生0.15MHz~18GHz电磁波辐射干扰，如工业感应加热设备、工业或医用超声波设备、医用微波治疗及手术设备等。又如，高压架空输电线及变配电装置，由于开关或导线联接接触不良处的火花放电、金具或导线电晕放电或变压器漏磁等原因，可能产生0.15~30MHz的电磁辐射干扰。当离干扰源一定距离处的电子设备接收的干扰信号强度超过其防护率时，将无法正常工作。
传导干扰是经导线、金属管道、公共接地阻抗等导电路径传播的干扰。只要有连接便可能传导电磁干扰。干扰信号可通过电源回路、负载回路、信号回路及任何引入（出）建筑物的金属管线传入（出）电子、电气设备，使之受到干扰或干扰网络中的其他设备。工程实践表明，影响最大的是电源回路传导的干扰，其中最易导致电子设备故障停运或运行错乱的是脉宽小于1μs的干扰脉冲与瞬变噪声，以及持续时间大于10ns的持续噪声。产生干扰脉冲与瞬变噪声的主要原因有电力负载通断、电容器投入、熔断器熔断、继电器类感性负载切断、雷电等等，多为不规则的正、负脉冲或振荡脉冲，其尖峰电压可达0.1~10Kv，电流可达100A，以断开感性负载情况最严重。持续噪声主要有：持续欠电压与过电压、电压缺口（多为短路或过载时断路器动作引起的0.5s以上的停电）、大容量异步电机启动或雷电引起的扰动，等等。
可见电磁干扰问题已成为工程设计必须考虑解决的问题之一。
3 建筑工程电磁干扰的防护技术与措施
电磁干扰三要素是干扰源、耦合通路和敏感体，切断以上任何一项都可解决电磁干扰问题。防范与抑制电磁干扰的基本原则是：①抑制电磁干扰源，直接消减干扰源头的影响；②切断电磁干扰传播途径或增加传播路径对电磁干扰的阻碍（衰减）作用，降低干扰源与受扰设备间的耦合作用；③加强受干扰电子、电气设备的抗干扰能力。这三方面相互关联，不可偏废。但因为电磁干扰多种途径的耦合同时存在，反复交叉，共同产生干扰，才使得电、磁干扰变得难以控制，所以在控制干扰的策略上除了采用众所周知的抑制干扰传播的技术，如屏蔽、接地、搭接、回避或疏导技术处理外，还要采取利用新型吸波材料(涂料)对辐射源进行技术处理,此技术简单而巧妙，可以代替成本费用昂贵而质量体积较大的硬件措施，从而收到事半功倍的效果。根据以上分析，控制电磁干扰应采取以下技术和措施。
3.1 严格选用电磁兼容性能符合CISPR标准及国家标准的电子、电气设备
电子、电气设备的电磁干扰限制标准是根据电磁兼容基本要求制定并随着技术与经济水平提高而逐步制定、修订的。选用符合限制标准的设备是维持电磁兼容环境的基本条件之一。选用合乎标准的设备并采取适当的屏蔽与滤波措施，一般都收效良好。否则，会不同程度地破坏电磁兼容环境。
3.2 保持对辐射干扰源的电磁防护间距
保持对工业、科研、医疗等射频设备、高压架空输电线路、电气化铁路等电磁辐射干扰源应有的防护间距，即可将电子设备所受干扰减至允许范围内而不影响正常工作。而今，建筑工程在选址阶段仅按传统要求考虑交通、供水、供电条件及防火间距已不够了，还必须考虑电磁防护间距，以满足电磁兼容要求。同时还应考虑本工程内部干扰源对环境的影响，以及工程内部电子电气设备间、强电与弱电及控制线路间保持必要的防护间距。若条件所限无法满足应有间距，则应采用其他防范与抑制措施。
3.3 吸收材料(涂料)吸波技术
电磁波吸收技术的研究最早开始于军事信息安全的TEMPEST技术，进而在军用战机隐形、舰船隐形、战车隐形、指挥系统隐形等方面得到广泛应用。成为电子战中的重要技术，一直受到各国高度重视。
目前伴随WTO的加入，民用产品EMC技术的进步和标准的强制执行,各类电子产品的EMC问题将十分突出，厘米波及分米波吸波材料的需求显得十分迫切。电磁波吸收涂料（简称吸波涂料）是一种在基料中加入电损耗、磁损耗填料，使由自由空间投射到涂层的电磁辐射能量转换为热能，减少或基本消除反射电磁波，其目的是在不改变普通涂料的装饰性前提下，吸收室内外空间广泛存在的电磁杂波，使置于环境中的人及各种电子设备免受辐射污染并得到有效的保护。吸波涂料具有优良的物理性能和耐环境性能，达到如下技术指标：
（1）对电磁杂波吸收率高，能达到15-20db,吸收频带宽（10MHZ-10GHZ）；
（2）符合ROHS环保要求，无公害，无毒，不产生二次辐射污染；
（3）在较宽的温度范围内涂料的化学性能稳定；
（4）具有较好的机械强度和施工性能；
（5）附着力好(100%)，耐老化及各种介质的腐蚀；
（6）有防火涂料，防静电涂料功能。
吸波涂料主要应用于室内外的电磁辐射杂波污染，采用吸波涂料进行防护是一项非常积极行之有效的措施，在不同的应用领域，可根据实际需要来设计涂料的组分、配比和形态，形成系列产品：
1）建筑物外墙体，做成吸收墙，防止室内外的电磁辐射杂波透射，不对室内的人体和仪器设备产生影响；
2）内墙体、顶棚、地面、门窗、家俱等，吸收来自室内外各个方向的辐射波，防止杂波反射，洁净室内的电磁环境；
3）电子电器设备，作为场源，工作状态中电子电器设备会向周围环境空间辐射大量的电磁波能，对它们的内外体敷设吸波涂料，能将辐射波大幅度削减，并将污染控制在较小范围内。
3.4 屏蔽与接地
电磁屏蔽就是以金属隔离的原理来控制电磁干扰由一个区域向另一个区域感应和辐射传播的方法。屏蔽与接地是抑制辐射电磁场干扰的基本办法。屏蔽并辅以恰当的接地，绝大部分辐射电磁干扰问题都可能得到解决。难以保持必要的电磁防护间距时，将电磁干扰源设备及受干扰设备以屏蔽室（对控制、信号线路等则以屏蔽电缆）屏蔽隔离起来，可消减其对（受）外部的电磁辐射干扰程度。屏蔽可分静电屏蔽、磁屏蔽及电磁屏蔽，其功能分别在于抑制分布电容耦合导致的电场干扰、低频磁场干扰及高频电磁场干扰，一般多指电磁屏蔽。依据干扰性质与屏蔽类型，屏蔽层分别以低阻金属或离导磁材料构成，并酌情采取相应的接地方式。接地包括电子电气设备正常工作必须的信号接地、功率接地及安全接地以及屏蔽接地。现代建筑因场地限制与建筑结构影响，多采用将各种接地系统以适当方式联为一体的闭合环状接地系统。基本要求是使各种接地点间无电位差（等电位联结）。屏蔽室（层）本身则应依据干扰噪声的频率特征采用一点接地或多点接地。
3.5 滤波与隔离
滤波是在频域上处理电磁噪声的技术，为电磁噪声提供一低阻抗的通路，以达到抑制电磁干扰的目的。隔离是切断传导干扰的传输途径的方法。滤波与隔离是防治传导干扰的主要方法。电源线是电磁干扰传入设备的干扰也可以通过电源线传到电网上，对网上其他设备造成干扰。为了防止这两种情况的发生，对电源线路视干扰噪声频率及受保护电子设备性质可安装不同类型的滤波装置。在设备的工频电源进线上采用普通（低通）电源滤波器；在400～1000Hz中频电源线路上设特种滤波器；对负载线路，则有适用于通信线路的通信（电话）滤波器、用于变流设备的高次谐波滤波器、用于屏蔽室通风及其他金属管道上的波导滤波器等等，它们可过滤不同频率的干扰噪声，消减电子、电气设备（向）外部的传导干扰。在电子、电气设备的电源或信号输入（出）端设置隔离变压器、光电隔离装置等也是防止传导干扰（如抑制浪涌噪声及中频噪声）的必要手段。在设备选择及线路配置等设计环节中，滤波与隔离措施是广泛采用的手段。
4 现代建筑工程抗电磁干扰设计的基本步骤
按照电磁干扰规律及建设工程程序，抗电磁干扰设计可分为五个步骤：①调查建筑附近及本工程建筑内已经存在及将要安装使用的人为干扰源的数量与性能数据；②调查了解本工程建筑附近及建筑内安装使用的电子、电气设备数量与性能参数；③了解①及②项中设备及线（管）路之间可能存在的干扰传播方式与途径；④根据①～③项的调查了解资料，各专业协调配合，合理确定工业及民用建筑工程的选址及内部配置方案，在此基础上，结合设备及线（管）布置，进行屏蔽、滤波、接地及布线设计；⑤施工图设计及施工、安装、调试过程中，电气专业与建筑、结构、暖通及给排水等各专业必须密切配合。抗电磁干扰设计效果如何，要根据竣工后的测试结果才能评定。实践证明，无论对于成套电子、电气设备或安装使用电子、电气设备的工业或民用建筑，在设计阶段可供选择的解决电磁干扰问题的技术手段较多而所需费用较少；待到设备制造完毕、安装就绪或建筑工程落成投入使用后，才发现电磁干扰严重，届时再来补救，则其难度与费用就会大大增加。可见，电磁干扰问题已经成为现代建筑工程电气设计一个必要的设计环节。
5 结束语
随着我国经济的快速发展，高层和超高层建筑越来越多，建筑物中电气、电子设备越来越广泛地应用，电磁干扰问题将越来越突出，工程设计阶段进行抗电磁干扰设计乃是解决电磁干扰、防患于未然的必要举措，是现代建筑工程电气设计一个必要的设计环节。