廚房的通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)與油煙的凈化

石建中

?

廚房的通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)與油煙的凈化

石建中

(武漢紡織大學(xué) 環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430073)

主要論述了廚房的通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)中系統(tǒng)形式、通風(fēng)量、氣流組織、廚房補(bǔ)風(fēng)、防火排煙、排風(fēng)凈化等方面的問(wèn)題。

抽油煙罩；崗位新風(fēng)；新風(fēng)口；排風(fēng)量；氣流組織

公共建筑中的廚房，是一個(gè)很重要的組成部分，但在設(shè)計(jì)上通常是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，一方面，在施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段，往往得不到有關(guān)廚房的詳細(xì)工藝資料，在建筑專業(yè)所提供的方案圖上，一般只有廚房的面積、層高和灶臺(tái)的位置，另一方面在現(xiàn)有的設(shè)計(jì)參考資料中缺少有針對(duì)性的技術(shù)措施，導(dǎo)致廚房設(shè)計(jì)中存在很多問(wèn)題[1]。廚房通風(fēng)中產(chǎn)生問(wèn)題的主要原因，一方面是由于廚房工藝設(shè)計(jì)專業(yè)與通風(fēng)設(shè)計(jì)專業(yè)之間協(xié)調(diào)不夠，另一方面，由于我國(guó)廚房設(shè)計(jì)缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)不盡合理。本文對(duì)廚房設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行論述，希望能對(duì)設(shè)計(jì)人員有一定的參考作用。

系統(tǒng)形式：送風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)為直流方式，廚房的通風(fēng)系統(tǒng)宜采用變速風(fēng)機(jī)或關(guān)聯(lián)風(fēng)機(jī)進(jìn)行送排風(fēng)。

1 廚房通風(fēng)量的計(jì)算

廚房的通風(fēng)量由兩部分組成，即局部排風(fēng)量和全面排風(fēng)量?jī)刹糠?。局部排風(fēng)量應(yīng)選用的灶具和廚房排風(fēng)罩的情況加以確定，全面排風(fēng)量一般按計(jì)算確定[2]。

1.1 通風(fēng)量的計(jì)算

機(jī)械通風(fēng)的換氣量應(yīng)通過(guò)熱平衡計(jì)算求利，其計(jì)算公式：

L=Q/0.337(tp-ti) （1）

式中，L——必須的通風(fēng)量、m3/h；tp——室內(nèi)排風(fēng)計(jì)算溫度，可采用下列數(shù)值：夏季35攝氏度，冬季15攝氏度；ti——室內(nèi)通風(fēng)計(jì)算溫度，攝氏度；Q——廚房?jī)?nèi)的總發(fā)熱量（顯熱），W；

Q＝Q1＋Q2＋Q3＋Q4（2）

式中，Q1——廚房設(shè)備散熱量，按工藝提供數(shù)據(jù)計(jì)算，如無(wú)資料時(shí)，可參考文獻(xiàn)；Q2——操作人員散熱量，W；Q3——照明燈具散熱量，W；Q4——室內(nèi)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷負(fù)荷，W。

1.2 局部排風(fēng)量

局部排風(fēng)量按排風(fēng)罩面的吸入風(fēng)速計(jì)算，其最小排風(fēng)量為

L＝1000P·H （3）

式中，L——排風(fēng)罩排風(fēng)量，m3/L；P——罩子的周邊長(zhǎng)（靠墻的邊長(zhǎng)不計(jì)），m；H——罩口至灶面的距離，m。

1.3 廚房通風(fēng)量估算

在總結(jié)工程設(shè)計(jì)及使用的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員可按如下通風(fēng)次數(shù)進(jìn)行估算（見(jiàn)表1）：

表1 通風(fēng)量計(jì)算表

在估算出的通風(fēng)量中，局部排風(fēng)量按65％考慮，全面排風(fēng)量按35％考慮。

2 氣流組織設(shè)計(jì)

在廚房通風(fēng)中，要補(bǔ)充一定數(shù)量的新風(fēng)，送風(fēng)量應(yīng)按排風(fēng)量的80%-90%考慮。為改善炊事人員工作環(huán)境，宜按條件設(shè)局部或全面加熱或冷卻裝置。在一般系統(tǒng)設(shè)計(jì)中往往只是將全面排風(fēng)的補(bǔ)風(fēng)進(jìn)行處理，高檔廚房則可能要求對(duì)補(bǔ)風(fēng)全部處理。因此補(bǔ)風(fēng)方式在很大程度上決定了通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)劣，也是決定系統(tǒng)是不是節(jié)能的關(guān)鍵[2.3]。

在目前的設(shè)計(jì)當(dāng)中大致有這么幾種：一種是靠門(mén)窗的自然補(bǔ)風(fēng)，這種補(bǔ)風(fēng)會(huì)帶來(lái)一些比較嚴(yán)重的問(wèn)題。因?yàn)榫植颗棚L(fēng)風(fēng)量相對(duì)全面排風(fēng)要大得多，過(guò)渡季尚可從室外直接取風(fēng)，夏季(冬季)室外氣溫太高(太低)，這部分補(bǔ)風(fēng)直接經(jīng)過(guò)工作區(qū)，冷(熱)空氣使工作人員難以承受，室內(nèi)溫度大幅度偏離設(shè)計(jì)溫度。即使有處理過(guò)的補(bǔ)風(fēng)也因量少而無(wú)濟(jì)于事。而且衛(wèi)生條件也無(wú)法保證。另一種是將補(bǔ)風(fēng)全部處理，這樣就不存在室內(nèi)溫度失調(diào)的問(wèn)題，但這樣處理補(bǔ)風(fēng)的耗能大得驚人。如果不是要求很高的場(chǎng)合或廚房面積很小時(shí)不提倡使用。還有一種是把補(bǔ)風(fēng)分為兩部分：處理過(guò)的補(bǔ)風(fēng)(這部分占總送風(fēng)量的10%～20%)作為崗位送風(fēng)送到工作區(qū)；局部排風(fēng)的補(bǔ)風(fēng)(這部分占總送風(fēng)量的80%～90%)在離排氣罩不遠(yuǎn)的地方送下，避免了經(jīng)過(guò)人員工作區(qū)。但送風(fēng)口離罩不能太近，更不能將其直接送入罩內(nèi)，否則將起不到誘導(dǎo)室內(nèi)含油煙空氣的作用。之所以采用機(jī)械送風(fēng)是考慮到吊頂以上部位可對(duì)外開(kāi)口面積往往不足。這樣送風(fēng)不但作為空氣幕防止煙氣的擴(kuò)散，而且送風(fēng)不經(jīng)過(guò)工作區(qū)，不會(huì)引起室內(nèi)溫度的變化。

如上所述，補(bǔ)風(fēng)推薦采用機(jī)械補(bǔ)風(fēng)。將室外的空氣經(jīng)補(bǔ)風(fēng)機(jī)送入吊頂，再?gòu)脑O(shè)在灶具側(cè)前方的雙層百葉風(fēng)口進(jìn)入室內(nèi)。這樣作的好處：一是避免補(bǔ)風(fēng)直接經(jīng)過(guò)工作區(qū)；二是解決了自然進(jìn)風(fēng)時(shí)，吊頂以上外墻送風(fēng)口開(kāi)口面積往往無(wú)法滿足的問(wèn)題。而且送風(fēng)機(jī)的余壓可以使得各送風(fēng)口風(fēng)量比較均勻。

廚房?jī)?nèi)送、排風(fēng)口的布置應(yīng)按灶具的具體位置加以考慮，不要讓送風(fēng)射流擾亂灶具的排風(fēng)性能。確定送風(fēng)出口的出口風(fēng)速時(shí)，在距地2m左右時(shí)的區(qū)域風(fēng)速<0.25m/s較為理想。送風(fēng)口應(yīng)沿排風(fēng)罩方向布置，離開(kāi)罩子前方最小0.7m，而排風(fēng)口距排風(fēng)罩越遠(yuǎn)越好。

3 排風(fēng)的凈化及要求

（1）中餐廚房排風(fēng)的凈化

廚房排風(fēng)需經(jīng)凈化后方可排放。中餐廚房，其烹調(diào)的發(fā)熱量和排煙量一般較大，排風(fēng)量也較大，排氣罩一般選用抽油煙罩。一般可選用運(yùn)水油煙罩或高壓靜電油煙凈化器等凈化設(shè)備。按照《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)(試行)》GB18483-2001的規(guī)定，油煙排放濃度不得超過(guò)0.2mg/m，凈化設(shè)備的最低去除效率不得低于75%。運(yùn)水煙罩由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率較高，在工程中已經(jīng)運(yùn)用的越來(lái)越少。而高靜壓油煙凈化器以其重量輕，過(guò)濾效率高，運(yùn)行可靠而得到廣泛應(yīng)用[4]。

（2）蒸煮間的排風(fēng)

此間對(duì)新風(fēng)的要求較低，但排風(fēng)效果一定要好，否則，蒸汽將充滿整個(gè)工作間，影響廚師工作，排氣排出的主要是水蒸氣，可以不用凈化裝置，直接排出。

（3）西餐廚房：烹調(diào)量并不很大，但要求設(shè)備多而全，排風(fēng)量要小于中餐廚房，但也須凈化。

（4）洗碗間：需要較大的排風(fēng)量，可以不用凈化裝置，直接排出。

4 廚房補(bǔ)風(fēng)的要求

在廚房通風(fēng)中，要補(bǔ)充一定數(shù)量的新風(fēng)，送風(fēng)量應(yīng)按排風(fēng)量的80％-90％考慮。

廚房?jī)?nèi)負(fù)壓值不得大于5Pa，因負(fù)壓過(guò)大，爐膛會(huì)倒風(fēng)。因而應(yīng)使送風(fēng)機(jī)與排風(fēng)機(jī)均有調(diào)速的可能[4]。

可將補(bǔ)風(fēng)量的30％作為崗位送風(fēng)，送風(fēng)口直接均勻布置排氣罩前側(cè)上方。

廚房送風(fēng)可直接利用室外新風(fēng)，僅設(shè)置粗效過(guò)濾器。此外，為改善炊事人員工作環(huán)境，宜按條件設(shè)局部或全面冷卻裝置。廚房用具發(fā)散的熱量與空氣調(diào)節(jié)冷負(fù)荷的關(guān)系，可用下式計(jì)算：

灶具熱源為煤氣的場(chǎng)合：

qc=qeF1F2≈0.1qe。 （4）

式中qc——廚房空調(diào)冷負(fù)荷，kW；qe——廚房設(shè)備散熱量，kW；F1——設(shè)備同時(shí)使用系數(shù)，取0.5；F2——設(shè)備輸入功率中表面輻射熱的比例，取0.32；灶具熱源為使用電及蒸汽的場(chǎng)合：

qc=qeF1F2/F3≈0.16qe （5）

F3——排風(fēng)排熱系數(shù)，取1.6。

為避免廚房向餐廳串味，10-20％的排風(fēng)量可由餐廳流至廚房。

5 防火、排煙

JGJ64-89第4.2.5條 廚房的排風(fēng)系統(tǒng)宜按防火單元設(shè)置，不宜穿越防火墻。廚房水平排風(fēng)道通過(guò)廚房以外的房間時(shí)，在廚房的墻上應(yīng)設(shè)防火閥門(mén)。廚房排風(fēng)管道穿越廚房頂板時(shí)在穿出樓板的上方設(shè)防火閥，且在樓板和防火閥之間連接風(fēng)管的外表面應(yīng)有防火材料隔熱。管道與樓板的縫隙處用不燃材料填塞嚴(yán)實(shí)。廚房灶具排風(fēng)管道防火閥的熔斷溫度為150℃。其他排風(fēng)管道防火閥的熔斷溫度為70℃。防火閥熔斷后關(guān)閉聯(lián)鎖風(fēng)機(jī)[5]。

6 機(jī)房、風(fēng)機(jī)及風(fēng)管的布置

（1）廚房的排風(fēng)機(jī)宜設(shè)在廚房的上部，廚房為公共建筑的一部份時(shí)，其排風(fēng)機(jī)宜設(shè)在屋頂層，這可以使風(fēng)道內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，避免氣味外溢。

（2）廚房的排風(fēng)機(jī)一般應(yīng)選用離心風(fēng)機(jī)，現(xiàn)有的很多廠家已有專門(mén)對(duì)廚房排風(fēng)開(kāi)發(fā)的專用風(fēng)機(jī)。廚房的排風(fēng)管應(yīng)盡量避免過(guò)長(zhǎng)的水平管道。

（3）排風(fēng)機(jī)的壓頭應(yīng)根據(jù)水力計(jì)算確定，應(yīng)有一定的富裕量。為了能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，排風(fēng)機(jī)可做成變頻調(diào)節(jié)的，也可在管路上設(shè)置調(diào)節(jié)裝置。

（4）補(bǔ)風(fēng)機(jī)相對(duì)而言，壓頭應(yīng)該小一些，以利于廚房保持負(fù)壓。可以選用低壓頭的混流風(fēng)機(jī)，如風(fēng)機(jī)噪音過(guò)大，還應(yīng)做消聲處理。

（5）廚房通風(fēng)系統(tǒng)的管道應(yīng)采用不燃材料制成。所有風(fēng)管采用鍍鋅鋼板制作，其厚度按風(fēng)管制作統(tǒng)一規(guī)定執(zhí)行，廚房排油煙風(fēng)管采用鍍鋅鋼板外加筋，鍍鋅鋼板厚度不小于1.5mm, 廚房排風(fēng)管水平段應(yīng)設(shè)不小于0.02的坡度，坡向排氣罩。罩口下沿四周設(shè)集油集水溝槽，溝槽底應(yīng)裝排油污管。

7 結(jié)語(yǔ)

因此在廚房的暖通設(shè)計(jì)上要建筑專業(yè)在方案階段就予以充分的考慮。暖通專業(yè)在作通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)：首先，合理地劃分系統(tǒng)，確定有效的通風(fēng)方案，選擇合理的氣流組織形式；其次，進(jìn)行準(zhǔn)確的風(fēng)量、熱量平衡等計(jì)算，選擇適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)設(shè)備。這樣才能設(shè)計(jì)出一個(gè)高效節(jié)能的通風(fēng)系統(tǒng)。

廚房通風(fēng)設(shè)計(jì)涉及工作人員的健康和食品衛(wèi)生安全，同時(shí)可能對(duì)周邊居民產(chǎn)生影響，本人希望通過(guò)對(duì)廚房通風(fēng)問(wèn)題的討論，引起同行人士的重視。

[1] 王希運(yùn). 星級(jí)酒店廚房的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 城市建設(shè)理論研究, 2011, (29).

[2] 中國(guó)有色工程設(shè)計(jì)研究總院. 采暖通風(fēng)空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50019-2003[M]. 北京: 中國(guó)計(jì)劃出版社, 2003.

[3] 潘云鋼. 高層民用建筑空調(diào)設(shè)計(jì)[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999

[4] 中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)院，遼寧省食品衛(wèi)生監(jiān)督檢驗(yàn)所. 飲食建筑設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ64-89[M]. 北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1989.

[5] 中華人民共和國(guó)公安部.建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GBJ16-87[M]. 北京: 中國(guó)計(jì)劃出版社. 2001.

Ventilation and Air Conditioning Design and Lampblack Purification in Kitchen

SHI Jian-zhong

(School of Environmental Engineering, Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430073, China)

The article discussed system form, ventilation volume, airflow structure ,kitchen air supply, fire smoke, exhaust purification in kitchen ventilation and air conditioning design.

Exhaust Air Hood; Spot Fresh Air Supply; Fresh Air Outlet; Air Delivery; Airflow Structure

TU83.133

A

1009－5160(2012)03－0063－03

石建中（1966-），男，副教授，研究方向：建筑節(jié)能、通風(fēng)除塵、粉塵防爆.