廚房排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
前言
飲食業(yè)油煙以氣溶膠的形態(tài)飄浮在空氣中，是城市大氣中可吸入顆粒物污染的重要來(lái)源之一，對(duì)大氣環(huán)境及人體健康會(huì)造成極大的危害。我國(guó)在2001年頒布了《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB18483- 2001），為油煙治理提供了法律依據(jù)，使城市中飲食業(yè)油煙污染得到了有效的控制。但在實(shí)際運(yùn)行中，仍有相當(dāng)一部分的油煙凈化設(shè)備由于設(shè)計(jì)不合理或管理不善，凈化效率低下，沒(méi)有達(dá)到預(yù)想的效果。
對(duì)于飲食業(yè)的廚房來(lái)說(shuō)，排煙是否通暢直接關(guān)系到廚房能否正常工作，油煙凈化則只是廚房排煙系統(tǒng)中的一個(gè)凈化空氣的強(qiáng)制性功能。排煙系統(tǒng)和凈化器的合理匹配是保證油煙凈化器凈化效率的關(guān)鍵，同時(shí)也是油煙凈化器設(shè)計(jì)人員容易忽略的問(wèn)題。如果排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理而造成整個(gè)廚房排煙不暢，則將無(wú)法安裝油煙凈化器，即使安裝了油煙凈化器也無(wú)法正常工作。由于在 GB18483-2001中沒(méi)有給出關(guān)于油煙排風(fēng)收集系統(tǒng)與凈化器匹配的計(jì)算依據(jù)，因而在實(shí)際進(jìn)行油煙排風(fēng)系統(tǒng)和凈化器的設(shè)計(jì)時(shí)缺乏可靠實(shí)用的計(jì)算方法。掌握排煙系統(tǒng)的各部分特性及其對(duì)廚房整體排煙的影響，是進(jìn)行油煙凈化器選型和安裝的前提，對(duì)于保證油煙凈化器的正常工作具有非常重要的意義。
本文根據(jù)廚房排煙凈化設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、安裝和管理的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)油煙排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算原則及其與油煙凈化器的匹配關(guān)系進(jìn)行了初步的研究探討。
1 廚房排煙系統(tǒng)的構(gòu)成
廚房的排煙系統(tǒng)主要由集煙罩、排煙管道、油煙凈化器、排煙風(fēng)機(jī)（含消音器）和廚房整體補(bǔ)風(fēng)裝置構(gòu)成，見(jiàn)下圖。
 廚房排煙系統(tǒng)的構(gòu)成圖 |
油煙凈化器的類(lèi)型和運(yùn)行方式可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。在油煙凈化器安裝之前，首先要對(duì)排煙系統(tǒng)中各部分的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，包括運(yùn)行阻力和排風(fēng)量進(jìn)行核算。如果是新建項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮安裝了油煙凈化器后對(duì)排風(fēng)系統(tǒng)的影響；如果是改造項(xiàng)目，在加裝油煙凈化器時(shí)需要對(duì)排風(fēng)系統(tǒng)重新進(jìn)行核算，必要時(shí)要對(duì)集煙罩、排煙管道和廚房整體補(bǔ)風(fēng)裝置進(jìn)行改造并更換排煙風(fēng)機(jī)。
2 廚房油煙排風(fēng)量的確定
為了保證凈化效果，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)排煙風(fēng)量要求嚴(yán)格按照排風(fēng)罩的吸入風(fēng)速計(jì)算，罩口的吸風(fēng)速度通常不低于0.5m/s。最小排風(fēng)量通常用下式計(jì)算： L=1000PH
式中：L — 排風(fēng)罩排風(fēng)量，m3/h；
P — 罩口的周邊長(zhǎng)（靠墻的邊不計(jì)），m；
H — 罩口至灶面的距離，m。
用上述公式計(jì)算出排風(fēng)量后再按罩口面積核算罩口吸風(fēng)速度，保證罩口吸風(fēng)速度不低于0.5m/s。
在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，往往采用估算的方法，根據(jù)《民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)技術(shù)措施》中對(duì)廚房通風(fēng)量的規(guī)定，廚房通風(fēng)量也可按如下?lián)Q氣次數(shù)確定：
中餐廚房：L = 40～50（次/h）；
西餐廚房：L = 30～40（次/h）；
職工餐廳：L = 25～35（次/h）。
3 廚房補(bǔ)風(fēng)
由于廚房所在建筑物的格局以及廚房在建筑物中的位置不同，有條件的廚房應(yīng)由建筑物的集中空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行有序送風(fēng)。但目前所遇到的大部分情況是建筑物沒(méi)有設(shè)置廚房的送風(fēng)系統(tǒng)。許多帶餐廳、廚房等的建筑物，僅設(shè)計(jì)了集中采暖系統(tǒng)而無(wú)集中空調(diào)系統(tǒng)。當(dāng)廚房處于工作狀態(tài)時(shí)，排風(fēng)系統(tǒng)投入運(yùn)行，廚房?jī)?nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，新風(fēng)來(lái)源包括室外新風(fēng)滲透和餐廳的空氣大量補(bǔ)入廚房。
3.1 無(wú)序送風(fēng)
無(wú)序送風(fēng)會(huì)造成廚房的工作環(huán)境惡劣。特別是在夏季，雖然餐廳內(nèi)通常會(huì)安裝一些局部柜式空調(diào)機(jī)以降低餐廳的室內(nèi)溫度，但室內(nèi)空氣補(bǔ)入廚房，并不能消除廚房的熱負(fù)荷并降低廚房溫度。由于廚房油煙較大，如果在廚房?jī)?nèi)設(shè)局部柜式空調(diào)機(jī)以降低廚房?jī)?nèi)的溫度，柜式空調(diào)機(jī)的回風(fēng)過(guò)濾則應(yīng)定期清理。
3.2 有序送風(fēng)
對(duì)于設(shè)置集中空調(diào)系統(tǒng)的建筑來(lái)說(shuō)，廚房的工作環(huán)境能夠保證，其補(bǔ)風(fēng)多為有序送風(fēng)，靈活性也較大，在目前廚房的通風(fēng)系統(tǒng)中，多為以下三種補(bǔ)風(fēng)方式：
（1）餐廳空調(diào)為全新風(fēng)直流式空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)新風(fēng)首先送入餐廳，然后流入廚房經(jīng)排風(fēng)系統(tǒng)排出室外。此種方式投資較少，餐廳內(nèi)采暖通風(fēng)效果好。不足之處是大量空調(diào)風(fēng)會(huì)被直接排出，新風(fēng)能耗大，不利于節(jié)能。
（2）將組合式空調(diào)機(jī)組的新風(fēng)一部分直接補(bǔ)入廚房，一部分送入餐廳，并通過(guò)回風(fēng)機(jī)回到空調(diào)機(jī)。這樣可以部分解決新風(fēng)能耗大的問(wèn)題，同時(shí)使用的靈活性也較大？稍趶N房設(shè)置測(cè)壓裝置，當(dāng)廚房排風(fēng)機(jī)全部工作時(shí)，負(fù)壓增大，則回風(fēng)電動(dòng)閥關(guān)閉，回風(fēng)機(jī)停，餐廳送風(fēng)大量補(bǔ)入廚房；當(dāng)少部分排風(fēng)機(jī)開(kāi)啟或排風(fēng)機(jī)不工作時(shí)，負(fù)壓不是很大，則回風(fēng)電動(dòng)閥打開(kāi)，回風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，避免空調(diào)送風(fēng)全部被排出。
（3）用兩臺(tái)機(jī)組分別為餐廳、廚房服務(wù)，其中廚房為全新風(fēng)直流系統(tǒng)，直接補(bǔ)充廚房爐灶的排風(fēng)，而餐廳為一次回風(fēng)全新空氣系統(tǒng)，這個(gè)方案能保證餐廳和廚房的空調(diào)效果，而且廚房和餐廳系統(tǒng)互不干擾，缺點(diǎn)是初投資較大。
4 集氣（煙）罩
集氣（煙）罩一般采用整體加工，包括過(guò)濾、集油、集水等設(shè)備，多為專(zhuān)業(yè)廚房公司制作。其外形應(yīng)統(tǒng)一、美觀、易于清理，廚房通風(fēng)中，需補(bǔ)充一定數(shù)量的新風(fēng)，一方面可以平衡氣壓，避免廚房負(fù)壓過(guò)大（一般不應(yīng)大于5Pa），另一方面可以降低廚房?jī)?nèi)的溫度，改善工作環(huán)境。 對(duì)于烹飪油煙的收集，采用的集氣（煙）罩主要有三種類(lèi)別：
（1）簡(jiǎn)易不含擋油板和送風(fēng)設(shè)備的集氣罩適合各種靈活機(jī)動(dòng)場(chǎng)所，便于加工安裝，價(jià)格便宜。但由于沒(méi)有送風(fēng)設(shè)備，集風(fēng)效果相對(duì)較差，容易使油煙在廚房工作人員面前回旋，并且容易造成油滴散落。
（2）含擋油板和送風(fēng)設(shè)備的集氣罩能夠較好地收集烹飪過(guò)程產(chǎn)生的油煙，油滴不散落，只要送風(fēng)風(fēng)量合理，廚房操作人員工作面的空氣質(zhì)量就好。但安裝要求較高，投資較大。
（3）運(yùn)水集氣（煙）罩
運(yùn)水集氣（煙）罩的設(shè)計(jì)原理是形成水幕循環(huán)，與油煙碰撞后達(dá)到凈化油煙的目的。影響運(yùn)水集氣（煙）罩使用效果的關(guān)鍵是要形成連續(xù)的水幕，并需要對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行定期清理。實(shí)際上由于管理不善，目前大部分運(yùn)水集氣（煙）罩無(wú)法形成連續(xù)水幕，而只是形成了斷續(xù)流動(dòng)的水滴或小水柱，因此使用效果非常差。
使用運(yùn)水集氣（煙）罩的優(yōu)點(diǎn)是能夠在集氣（煙）罩處除掉部分油煙，減輕油煙凈化設(shè)備的處理負(fù)荷，提高系統(tǒng)的凈化效果。但如果運(yùn)水集氣（煙）罩的過(guò)煙縫隙較窄，容易引起排煙系統(tǒng)不通暢。
集氣罩的設(shè)計(jì)對(duì)于排煙系統(tǒng)具有重要的影響。集氣罩設(shè)計(jì)不合理就很容易造成整個(gè)排煙系統(tǒng)不暢。引起排煙系統(tǒng)不通暢的因素有：1）油板間或者運(yùn)水集氣（煙）罩縫隙過(guò)小，這種情況較多；2）煙罩內(nèi)收集油煙的開(kāi)口總的截面積太小而引起整體排煙不通暢；3）開(kāi)口分布不合理或是開(kāi)口沒(méi)有隨著與主管道的距離增大而增大，從而引起局部排煙不通暢；4）集氣（煙）罩上面的集煙管道截面積太小，導(dǎo)致出煙不通暢。
5 排煙管道
廚房排煙管道的水平段不宜太長(zhǎng)，一般水平最遠(yuǎn)距離不應(yīng)超過(guò)15m并且要有2%以上的坡度，水平末端設(shè)活接頭，以方便清理油垢。排風(fēng)速度按規(guī)范不得低于 10m/s，以防風(fēng)速過(guò)低使油附著于煙道上，接排風(fēng)罩的支管應(yīng)設(shè)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥。
排煙管道的設(shè)計(jì)和安裝不合理，往往會(huì)造成廚房排煙不通暢，直接影響油煙凈化器的使用。其主要原因有以下幾種：
（1）主排煙管道通風(fēng)面積不夠，氣體流速過(guò)大。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，排煙主管道內(nèi)風(fēng)速不能超過(guò)15m/s。否則在運(yùn)行一個(gè)時(shí)期以后（如一年以后）很容易造成排煙系統(tǒng)不通暢。在油煙凈化器的運(yùn)行實(shí)踐中，大部分案例都是因排煙管道通風(fēng)面積不足引起的不通暢，管道內(nèi)氣體的流速都在15m/s以上。
（2）排煙管道由于要穿過(guò)建筑梁而使管道通風(fēng)截面積變小，截面上阻力增加，造成氣流不通暢。
（3）排煙管道在穿過(guò)建筑梁或躲避其它設(shè)備管道時(shí)，排煙管道中的一段會(huì)低于整體排煙管道平面。在使用一段時(shí)間后，由于油水混合物會(huì)積聚在較低的那段排煙管道中，直接影響排煙通暢。
（4）不同樓層的廚房油煙通過(guò)同一主管道排出，離出口近的樓層廚房排煙效果較好，而較低樓層的廚房排煙不通暢。
6 排煙風(fēng)機(jī)
常用的排煙風(fēng)機(jī)有軸流風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)箱和離心風(fēng)機(jī) 3種。
（1）軸流風(fēng)機(jī)以前應(yīng)用較多，但由于全壓小，在安裝油煙凈化器后很少應(yīng)用。
（2）風(fēng)機(jī)箱全壓中等，風(fēng)量可以調(diào)節(jié)，且噪聲較低，常在集煙罩距油煙排放口距離中等的廚房排煙系統(tǒng)中選用。
（3）離心風(fēng)機(jī)全壓和風(fēng)量都可以調(diào)節(jié)，但由于噪聲較大，常需要做降噪處理。當(dāng)廚房位于建筑物的底部時(shí)其排風(fēng)機(jī)宜安放在屋頂，一方面可減少室內(nèi)噪聲污染，同時(shí)排風(fēng)風(fēng)道處于負(fù)壓狀態(tài)，可避免氣味外溢。風(fēng)機(jī)安放在屋頂時(shí)，一般選擇離心風(fēng)機(jī)。
7 結(jié)語(yǔ)
廚房排煙系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)是后續(xù)加裝油煙凈化裝置的前提條件。本文分析了廚房排煙系統(tǒng)中的各個(gè)組成部分，提出了廚房理論排煙風(fēng)量的計(jì)算方法以及集氣罩、排風(fēng)管道和排風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)選型原則，可用以指導(dǎo)飲食業(yè)油煙凈化器的選型，提高油煙凈化器的凈化效率。
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