理化实验室温湿度控制的规定和意义

陈振强+张正君+付奇+毛鹏辉

CNAS-CL01∶2006《检测和校准实验室能力认可准则》对实验室环境做出了规定：相关的规范、方法和程序有要求，或对结果的质量有影响时，实验室应监测、控制和记录环境条件。但CNAS-CL01∶2006并没有具体说明实验室环境会对检测带来哪些不利影响，而且并不是所有人都能理解CNAS-CL01∶2006为什么要对实验室环境做出上述规定，有时甚至试样都没有经过必要的环境处理就开始进行相关检测工作，所得试验数据必然与经过环境处理后所得试验数据存在差异，进而可能对实际使用产生误导。

一般标准对包装材料性能检测有两种形式。一种是出厂检验，由生产企业自行检测，一般都是常规项目，不涉及专业的检测仪器和设备；另一种是型式检验，检验项目为标准全项，需要专业实验室才能完成。按照一般标准的规定，终端用户每年至少应当对使用的材料进行两次型式检测。对于需要在标准恒温恒湿条件处理的样品，标准条件下获得试验结果和数据有以下两点好处：一是可以作为同一家供应商质量稳定性的判定依据；二是可比较不同供应商包装材料的质量差异。

GB/T 10739-2002《纸、纸板和纸浆试样处理和试验的标准大气》对实验室纸张温湿度处理做出了相应规定，本文主要针对该标准对实验室试样温湿度控制详细说明实验室环境处理的规定和意义，期望能让实验室检测的数据更具应用价值。

GB/T 10739-2002标准对纸张温湿度处理的规定

GB/T 10739-2002标准中涉及到的温湿度处理主要包括两方面：试样预处理和温湿度处理。标准中规定：试验标准大气条件应是温度（23±1）℃、相对湿度（50±2）%。

1.试样预处理

标准中规定，由于水分平衡滞后会给试验带来误差，故在试样处理前，应将试样置于相对湿度为10%～35%、温度不高于40℃的大气条件中预处理24h。如果预知温湿处理后的平衡水分含量相当于吸湿过程达到平衡时的水分含量，则该预处理可以省去。在条件允许的情况下，也可以使用硫酸干燥器对试样预处理24h。

2.温湿度处理

将切好的试样挂起来，使恒温恒湿的气流自由接触到试样的各个面，直至试样的水分含量与大气中的水蒸气达到平衡状态。当间隔1h左右两次称量之差不大于总质量的0.25%时，就认为试样的水分含量与大气条件达到了平衡。对于高定量的纸张，应当延长两次称量的时间间隔，其两次称量之差应在规定范围内，以此作为试样平衡与否的判定依据。GB/T 10739-2002标准中特别提到：具有良好循环条件的实验室，纸张的温湿处理通常4h足矣；对于定量较高的纸张一般需要处理5～8h；对于高定量的纸板和经过特殊处理的材料，则至少需要处理48h。

理化实验室温湿度处理的意义

GB/T 10739-2002标准适用于对整体环境有要求的包装材料理化性能的检测，所有检测仪器设备和试样均应处于温度23℃、相对湿度50%的条件下进行试验。

众所周知，包装材料在实际流通、储存过程中可能会处于低温高温或高温高湿等不同的环境中，这与标准温湿度（温度23℃、相对湿度50%）或者规定温湿度条件完全不同。然而，不同温湿度条件下，包装材料的物理性能会有一定甚至非常大的差异。之所以选择实验室恒定温湿度条件进行检测，就是为了在相同环境下对包装材料的物理性能进行长时间的数据积累，以便判断供货物品的质量连续性和稳定性是否符合相关的技术规范。只有相同环境检测下的数据才具有可比性，否则不同环境下检测的数据只能说明单一批次质量的好坏，而不能评定长期质量稳定性和连续性。

尤其当天气特别潮湿时，纤维类制品的含水率较高，将这类样品放置在温度23℃、相对湿度50%的条件下通常需要3～7天才能达到含水率平衡。需要注意的是，含水率较高的样品在处理时一定要先经过干燥处理，这样可以有效缩短样品后期平衡时间，从而缩短试验时间，节省试验费用。

理化实验室温湿度控制

一般理化实验室需要使用恒温恒湿空调机房专用空调机来控制温湿度。通过恒温恒湿空调机房专用空调机处理过的实验室称为恒温恒湿实验间。恒温恒湿空调机房专用空调机一般包括控制监测系统、通风系统、制冷循环及除湿系统、加湿系统、加热系统和水冷机组水循环系统6大部分。

1.控制监测系统

控制监测系统通过控制器控制和显示实验室的温湿度、空调机组的工作状态，分析各传感器反馈回来的信号，对机组各项功能发出工作指令，达到精确控制实验室温湿度的目的。精密空调可控制实验室环境稳定在温度（23±0.5）℃、相对湿度（50±1）%。

2.通风系统

通风系统机组内的各项功能（制冷、除湿、加热、加湿等）对恒温恒湿空调机房内空气进行处理时，均需要空气流动来完成热、湿的交换，恒温恒湿空调机房内气体还需保持一定流速，防止尘埃沉积，并及时将悬浮于空气中的尘埃滤除掉。一般可采用实验间顶部进风、地板回风的方式。

3.制冷循环及除湿系统

制冷循环及除湿系统采用蒸发压缩式制冷循环系统，利用制冷剂蒸发时吸收汽化潜热来制冷。

4.加湿系统

加湿系统通过电极加湿罐或红外加湿灯管等设备将水加热形成水蒸气的方式来工作。加湿量及进排水量均由电脑控制，加湿罐的自动清洗程序可确保其维持正常的加湿效率。

5.加热系统

加热所产生的热量可作为空调机内外的补偿热量，加热系统大多采用电热管形式。

6.水冷机组水循环系统

水冷机组的冷凝器设在机组内部，循环水通过热交换器，将制冷剂气体冷却凝结成液体。

除上述专用空调，实验室还需设计夹层墙，即实验室外墙和保温墙分开做，两者之间应留有至少600mm的间隔。这样一来，可有效防止外墙在外界低温时大量吸收空调产生的热量，以及外界高温时空调需要大量的制冷来抵消外部传递进来的热量，因为这两种情形都会增加空调的负担，不仅浪费能耗，还会缩短空调寿命。此外，夹层墙还可有效保证环境温湿度的稳定，避免其出现异常波动。

总之，试验检测结果的可靠性不仅取决于仪器的好坏，更取决于环境的良好控制。恒温恒湿实验室是保证电子检测设备正常运行并获得准确试验数据的基础，对于标准规定需要温湿度处理的样品必须严格按照标准规定进行处理，否则试验数据的准确就无从谈起。