淺談常規(guī)食品檢測實驗室的設計要點

◎ 吳麗娟，曾逸凡，陳子凡

（河源市食品檢驗所，廣東 河源 517000）

食品檢測實驗室主要從事各類食品、農產品、肉制品等產品的檢測，涵蓋了化學檢測、微生物檢測、植物檢疫、動物檢疫和基因擴增領域。隨著新版《食品安全法》的落實，各地建立了食品檢測實驗室，特別是經濟發(fā)達的沿海地區(qū)，投入了大量的資源，保證人民的食品安全。從目前的實驗室建設情況看，國家級、省級的大型綜合食品檢測實驗室數(shù)量不多，大多集中在大城市的食品藥品監(jiān)督部門、出入境部門、質量監(jiān)督部門，而分布較廣、數(shù)量多的是各地市建立的常規(guī)實驗室。

常規(guī)實驗室一專多能，儀器設備側重于更快捷、經濟投入??；檢測人員少，需要同時負責幾個不同領域的實驗；實驗室管理需要對各領域的要求進行整合，形成統(tǒng)一的執(zhí)行文件。本文結合中國合格評定國家認可委員會的規(guī)范和指導準則[1-4]以及國家住建部JGJ 91-1993《科學實驗室建筑設計規(guī)范》[5]，對常規(guī)食品檢測實驗室的設計進行了研究和探討。實驗室的設計既需要考慮工程質量等建筑方面的問題，也要考慮食品的專業(yè)特點及認證認可的要求，只有綜合以上各種因素，食品常規(guī)檢測實驗室才能建設成一個真正合規(guī)的實驗室。

1 設計要素

食品實驗室規(guī)劃設計首先要考慮保護人身和財產的安全，控制風險在可容許的范圍內，需要注意人員、儀器設備、測試樣品、測試環(huán)境和測試過程等方面。

1.1 人員

所有進入實驗室的人員都需要控制及管理，并針對不同的領域提供專業(yè)性的保護，如防微生物感染、防化學危害、防質譜儀器輻射等。

1.2 儀器設備

食品檢測用的大型儀器設備，如色譜儀器、光譜儀需要在規(guī)定要求的電源供電下才可以保證結果準確性，還需要考慮儀器的接地和干擾。

1.3 檢測環(huán)境

檢測環(huán)境會誘發(fā)操作人員的失誤或儀器故障發(fā)生，因此設計時需要關注實驗室內部的照明、通風，溫度、濕度等。

1.4 檢測過程

食品檢測過程以及實驗過程中，會產生的傷害及有毒有害物質，如進行液相色譜檢測時，流動相會產生致癌的廢液及揮發(fā)到實驗室空氣中。

食品常規(guī)檢測實驗室按上述分析可以在工程建設規(guī)劃中的空間設計、照明要求、安全防護、通風制冷、接地措施、防雷設施和電源特性7個方面進行合理設計和采取符合要求的建設措施。

2 設計要點

2.1 空間設計

（1）實驗室的面積不僅應滿足檢測工作的需要，還應為工作設備和所有必要的輔助設備和儀器保留存儲空間，以及為測試人員和管理人員預留工作空間。

（2）在實際工程設計中，實驗室設計應滿足使用要求，還要考慮到通風柜、實驗臺及實驗儀器設備的布置、結構選型以及管道空間布置緊密結合。例如，檢測室標準單元房間應由操作臺寬度、間距及布置方式決定。實驗臺平行布置的標準單元房間，其房間應不小于標準要求，這也是在日常工作中最為科學的設計。以天平室設計為例，天平室一般設于低樓層的向北房間，遠離粉碎機、離心機、超生洗滌器等震動發(fā)生源，遠離強電磁輻射源，靠近化學實驗室，以保證天平的正常使用和管理[6]。

（3）一般常規(guī)食品檢測實驗室如無大型落地儀器，建議設計一個島式或半島式中央式實驗臺，并且與外窗垂直布置。必須與外窗平行布置時，臺與外墻之間應留有足夠的空間。實際證明，貼靠有窗外墻布置邊操作臺不僅易遭遇雷擊，在實際使用中也不能合理利用空間，尤其在儀器背板維護時，工作人員操作不方便。

2.2 照明要求

（1）檢測室的檢測操作區(qū)域應設計有足夠照明，按照國家設計標準，照明度設計應不低于250 lx，對于實驗室還必須關注照明的均勻度，當檢測區(qū)域燈光達不到要求時，必須設計成一般照明加局部照明，而且局部照明不應低于50 lx。

（2）實驗室應采用分區(qū)照明、分段照明，分區(qū)設置燈控開關。實驗區(qū)和走道的燈光分開布置，照明負荷設計成單獨配電裝置或單獨回路供電，并且是單獨開關和保護電器。照明配電箱應分樓層或分功能區(qū)設置，在故障情況下，才可以維持安全需要的照明，保障工作人員的安全。

（3）實驗室不得采用鏡面有反射或眩光的工作臺面，實驗室內裝修表面也應為無光澤表面。為達到適合工作的采光環(huán)境，實驗室應采用光擴散性能好、亮度低、發(fā)光表面積大的燈具，如果實驗室采用玻璃墻間隔，則需要采用比白色墻體間隔更強的照明，而且需要考慮反射眩光問題。實驗室宜采用開啟或帶格柵直配光型燈具，實驗室燈具格柵、反射器不能采用普通裝修用的全鏡面反射材料，并且采用散光型的燈罩。在實踐中，采用不銹鋼的桌面和不銹鋼格柵鏡面的燈具，在長時間工作下，檢驗工作人員會有視覺模糊，無法觀察被測樣品表面的情況，甚至對明顯的菌落觀察都比較吃力，易造成檢驗工作人員產生結果誤判。

2.3 安全防護

（1）建立并實施安全措施?；瘜W實驗區(qū)域、貯存危險化學品等有潛在危險的區(qū)域應施加有安全隔離措施，并給出明顯、醒目的警示標志，例如進入化學實驗室的門應是自動閉合反鎖的，并標示黃色危險標示及文字。

（2）安裝緊急沖淋洗設備、急沖淋洗眼器、萬向抽氣罩等，應與實驗室共同設計并同時投入使用，并為工作人員配備進行相關的安全防護的培訓。

2.4 通風制冷

（1）常規(guī)食品實驗室如需要設計排風系統(tǒng)，應考慮排風及送風兩個方面。需要連續(xù)使用排風系統(tǒng)的檢測室應設計有送風系統(tǒng)，送風量約為排風量的70%，并且對送風系統(tǒng)設計有空氣凈化處理功能。對于我國南方有溫度控制要求的實驗室，也應有送風加熱的設計，這樣能保持實驗室在冬天的溫度不會波動太大。

（2）實驗室在空調系統(tǒng)的制冷方式和制冷裝置的選擇，應根據現(xiàn)場的熱源、電源、水源以及空氣調節(jié)所需制冷量、工藝需求與特點等情況，再衡量技術與經濟兩個因素后確定。在不影響檢測質量的條件下，可以設計局部控溫措施或局部區(qū)域的空氣調節(jié)替代全室性的空氣調節(jié)，以符合現(xiàn)在環(huán)保要求。

2.5 接地措施

（1）實驗室應具備各種適當?shù)慕拥卮胧?，并予以維護，如果需要，還應提供到每個大型儀器或設備的接地。如果所用的檢測設備對背景電磁輻射敏感，應安裝適當?shù)碾姶牌帘?、吸收、接地、隔離或濾波類設施并予以監(jiān)控和維護。按照此要求，實驗室一般用電及輔助用電，采用和整個實驗大樓共用接地，接地電阻設計為4 Ω。

（2）考慮到常規(guī)實驗室資金投入少，防雷接地各種接地可共用一組接地裝置，從而分散雷擊造成的雷擊電磁場強度和感應效應，如果按這樣設計的接地電阻值應為1 Ω。如建設資金允許，實驗室可以設計需單獨設置防雷接地，并且安裝防止反擊的防雷設備，這樣防雷效果更好。

（3）實驗室的工作接地與接地裝置應使用單點連接的方式，這樣可以使線路在接受沖擊時的接地電阻更小。按國家標準要求，由接地裝置引入室內的接地干線應采用絕緣導線（電纜）穿鋼管敷設，這樣可以保持接地線的長期有效[7]。

2.6 防雷設施

（1）一般實驗室設計時，均采取避雷針等傳統(tǒng)的防雷方法，這樣可以防止直接雷擊，而且經濟和有效。然而，避雷針不能防止感應雷擊過電壓、操作過電壓以及雷擊電波過電壓，這些過電壓是破壞實驗室儀器設備的潛在危險。因此，儀器設備防雷不可能依靠傳統(tǒng)防雷措施就能完全消除雷電過電壓的影響，應采用加裝防雷保護產品，將雷害減少到最低限度[8]。

（2）電源系統(tǒng)的防雷分按國家標準要求應分別安裝防雷保護產品，這樣能通過泄放的方法，減少雷擊能量的危害。檢測用的大型儀器等電位連接，可以采用S型敷設的銅編織帶，如果實驗室使用的大型儀器可采用M型敷設的銅編織帶。銅編織帶采用機械式連接，以防連接處長時間使用后發(fā)生氧化，導致阻值升高。精密設備的金屬外殼及不應帶電金屬檢測設備部件，應進行有效接地，并使用等電位連接盒進行連接，以提高檢測性能和安全系數(shù)。

（3）實驗室的精密電子設備應放置在建筑物內的中間位置。按JAG 91-1993《科學實驗室建筑設計規(guī)范》，實驗室不宜貼靠有窗外墻布置邊實驗臺，可以與外窗平行布置，臺面與外墻之間的凈距不應小于1.30 m，這樣才能減少雷擊引起的損壞。

2.7 電源特性

（1）常規(guī)食品實驗室還應配備足夠的電源容量，并確保儀器供電電源特性，如電壓額定值、頻率額定值、電壓穩(wěn)定度等參數(shù)，保證檢測結果的不確定度在預計的范圍內[9]。實驗室所使用的色譜、光譜類儀器，在安裝手冊上會標明所需的電源特性。用電負載和空載之間轉換時會造成電壓跌落，影響檢測儀器設備的準確性，因此在實驗室設計時，應考慮比實際使用負載更大的電源容量。常規(guī)實驗室日常檢測，同時啟動大型用電設備的情況比較少，所以設計可按實驗室全部設備同時用電的功率基礎上增加1倍為最優(yōu)的方案[10]，這樣既考慮了實用性及以后的擴展使用，也考慮到投資費用問題。

（2）對電源供電質量敏感的設備，應提供的穩(wěn)壓電源，對于大型設備可采用帶有凈化功能的穩(wěn)壓電源，這樣可以獲得較穩(wěn)定的電壓額定值、頻率額定值，還可以減小電壓波動，對于色譜儀等昂貴設備可以使用不間斷電源，進行保護，防止實驗中突然斷電導致的儀器損壞。

3 結語

實驗室應當從空間設計、照明要求、安全防護等方面進行考慮，并結合實際資金投入情況，取得最佳平衡的設計方案，才能做好實驗室的建設工作。