李威峰 李京润
[ 摘要 ]
为适应我国经济发展和人民生活水平的提高,满足消费群体的需求,餐饮行业在近些年得到迅速发展。很多大、中、小型商业餐饮与日俱增,但是餐饮行业的排油烟问题严重困扰着居民生活。餐饮业及食品加工业产生的油烟是大气污染的一大投诉热点。相关数据显示,排油烟问题的投诉占到城市环境污染投诉的40 %,紧随其后的投诉量是油烟的噪声问题,厨房排油烟噪声的投诉占到城市环境污染投诉的25 %。在设计中要注意噪声以及油烟对周围环境的影响,以减少对周围环境的影响。
[ 关键词 ]
厨房;排油烟;油烟净化
中图分类号:X5
文献标识码:A
DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2022.05.063
1 厨房排油烟概况
在公共建筑设计中,厨房需考虑的因素较多,需要注意的事项也很多,是设计的重点。但是初步设计和施工图设计阶段,设计单位往往得不到厨房的详细资料和参数,且甲方也缺少厨房相关设计及需求单位,这就会导致厨房通风量计算不准确。在城市餐饮中,如厨房排油烟处理不当,会丧失一部分客流量,引起油烟污染。
因此,廚房的排油烟设计中,厨房排油烟的处理相对来说,十分重要。
2 厨房排油烟流程
厨房油烟经油烟罩收集后,通过室外的油烟净化装置净化后排出室外(在实际设计中,厨房排油烟排风标准及排放高度需要结合环评报告)。厨房补风需经过处理后送入室内,在夏季时为降低室内温度,室外新风经补风机降温后送入室内。冬季时,室外新风经补风机加热后送入室内,以维持室内热湿环境。
设置送排风系统主要是为了维持厨房内的热湿环境,厨房的油烟需经油烟净化设备净化处理后,满足相关要求,排出室外。
3 厨房排油烟风量计算方法
通过对现行规范及条文的学习,厨房排油烟计算方法常用以下几种:
3.1 热平衡计算
采用全面通风方式消除室内余热。其通风量计算公式如下:
(1)
(2)
式中:——通风换气量(m3/h);
——室内散热量(W);
——室内排风设计温度(℃);
——送风温度(℃);
——厨房设备发热量(W);
——操作人员散热量(W);
——照明灯具散热量(W);
——外围护结构冷负荷(W);
采用热平衡计算时,室内布置需相对稳定,不然公式中的Q无法精确计算,对结果影响较大。冬季送风温度,热加工间取=10℃计算,对于制作、配餐间=16℃计算。在夏季室外温度较高的区域,如仅设置机械通风形式不能满足室内温度要求,影响人员操作及室内卫生环境,应供应经降温处理的新风。厨房补风量一般按照排风量的80 %~90 %计算,使厨房保持一定的负压。
当厨房内散热量和散湿量无法精确计算时,可进行估算。厨房散热散湿均较大,在焓湿图计算时,可假定ε=8 000,厨房计算排风温度取35℃。其焓湿图如下:
3.2 排烟罩面积计算法
根据《全国民用建筑工程设计技术措施—暖通空调·动力(2009版)》,采用排烟罩面积计算法,排风罩的最小排风量计算公式如下:
(3)
式中:——排风量(m3/h);
——罩子的周边长(靠墙侧的边不计)(m);
——罩口距灶面的距离(m)。
3.3 估算法
在设计阶段,往往无法获得灶台和排烟罩的具体信息,可依据厨房的换气次数进行估算。根据相关研究,在进行换气次数估算时,可按照下列进行估算:
中餐厅厨房的换气次数常用40~60次/h,西餐厨房常用30~40次/h,职工餐厅厨房常用25~35次/h。
4 计算方法特点及影响排风量计算因素分析
4.1 计算方法特点
公共建筑中的厨房,在设计中往往是薄弱环节,一方面,是因为在现有的设计参考中,缺少针对厨房的计算方法;另一方面,主要是因为在施工图阶段设计院往往无法得到厨房的详细工艺资料,只能按照甲方需要及规范,布置厨房方案。
根据《暖通专业统—技术措施》中规定,设有空调系统的厨房其机械通风的换气量,宜按照热平衡和风量平衡计算,当热平衡计算确有困难时,可选择其他方法。由此可看出,在技术措施中,推荐选择质平衡计算,但在设计中,往往因为甲方需求不稳定,厨房内设备待定,造成质平衡计算相对困难。而选择估算的方式计算,在实际中会造成设计阶段和施工阶段存在较大误差。
根据上述计算方法分析可看出影响排油烟风量的因素大致包括以下几点:
(1)餐厅信息及类别;
(2)厨房面积、层高以及热工性能;
(3)厨房内设备种类;
(4)排油烟罩种类;
(5)补风系统。
5 排油烟系统设备的选型
5.1 排油烟风机的选型及设置
根据《饮食业环境保护技术规范(HJ554-2010)》规定,当建筑高度低于15 m时,油烟排放口应高出本建筑屋顶。当建筑高度大于15 m时,油烟排放口高度应大于15 m。在实际设计案例中,如厨房排油烟对周围环境影响较大,一般设置在最高点排放,以满足环评要求。经过油烟净化后的排放口与周围环境不应小于20 m。在实际案例中,如油烟排放口距周围敏感环境较近时,常设置活性炭吸附装置除异味,以满足要求,但设置活性炭时需考虑成本问题。
风机作为通风换气设备,既可以输入其他,又可输出气体。在进行风机设备选型时,需考虑的设备性能主要包括:转速、风量、全压、静压、功率、噪声等。尤其是噪声对周围环境影响较大,现阶段网络发达,国民法律意识较强,如遇到噪声影响其生活时,会向相关部门进行投诉,故做设计时,要重视噪声值的选取。
在风机实际运行过程中,常常会遇到流量过多或者不足的现象,其原因可以分为以下几点:
(1)系统阻力计算与实际差別较大。由管网特性曲线方程为:P=SQ^2可知,如实际和计算的S值差别较大,则会造成流量偏差。
(2)选型时未考虑风机本身全压偏差的影响。
5.2 油烟净化器的选型
油烟净化器的原理为利用机械方法对大颗粒油烟进行吸附截留,对分离出来的油水混合物进行集中收回。一般常用的三种处理方法为:水处理吸收、吸附过滤、高压静电除油烟。在工程中,一般倾向于高压静电除油烟法,其主要对油烟进行电离、分解、吸附,对油烟中的有害成分进行氧化分解和除味,效率高,运行成本低。
油烟净化器的处理风量宜与排油烟风机风量一致。
5.3 风道设计要点
风道设计要点主要分为以下几点:
(1)风道材质。风道采用厚度不小于1.5 mm的镀锌钢板焊接,风道外需设置不小于50 mm厚的不燃隔热材料,以满足隔热要求。
(2)风速要求。风道内风速可取8~10 m/s。
(3)送排风间距要求。室外送排风间距不应小于10 m或高差不小于3 m,室外排风口部应满足环评要求,且尽可能小地影响周围环境。对于室内送风口,要避免送回风短路。
(4)坡度。风管设置不小于2 %的坡度,坡向排水点或者排风罩侧。
在运行维护阶段,风道需每隔一段时间就需清晰一遍。
6 以山西省厨房计算为例,厨房风量偏小
山西省西安市的高新独角兽项目,厨房吊顶后净高3.50 m,面积92 m2,餐厅为中餐厅,施工图阶段排油烟按照80次/h换气次数计算,项目中原设计排烟量为27 600 m3/h,风机电量18.5千瓦,风道尺寸为1 600×600 mm,风道设计风速为8 m/s,风机和排油烟装置设置在屋顶最高点,厨房补风设置在专业机房内,补风量为原设计风量的80 %的补风经处理后送入室内。
厨房厂家提的排油烟量为43 800 m3/h,电量为30 kW,与施工图设计阶段相比差了将近一半。经核算,如采用原设计风道尺寸,风道风速为12.67 m/s,风速超10 m/s,后期将风道更改为2 000×630 mm尺寸,风道风速为9.66 m/s。油烟净化装置、排油烟风机和补风机均做出相应调整,对比如下:
根据上表对比可知,在实际中遇到的风量和计算的风量差别很多,按照相关技术措施来说,图纸并无问题,但依旧无法满足要求,且在图纸设计说明中已说明,厨房设计待甲方选定厨房厂家后,由厨房厂家深化设计。
解决办法:后期与甲方及厨房设备厂家沟通后,采用厨房厂家提供排油烟量,且复核厨房内排油烟管道,电气复核电量后以变更的形式修改施工图。图纸中已说明由厂家深化,后期因设备与需求不匹配造成的修改非设计原因,图纸由甲方协调修改,无法对设计单位进行索赔。
7 总结
本文根据对国内相关标准计算方法的综述,分析了排油烟风量计算的方法及特点,根据各个计算方法所需参数确定了排油烟风量的主要影响因素,分析各因素的主要影响。并罗列出在风机及油烟净化器设备选型时的要点,以自己在工程中遇到的实际案例来说明实际与设计的差异。
参考文献
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[2]朱春,李旻雯,缪盈盈,等.城市烹饪油烟颗粒物排放特性分析[J].绿色建筑,2014 (5):57-60;71.
[3]北京市建筑设计研究院. 建筑设备专业技术措施[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2005.
[4]中国建筑标准设计研究院. 全国民用建筑工程设计技术措施[M]. 北京:中国计划出版社,2009.
[5]沈常玉. 商业厨房排油烟系统调研及排风量研究[D]. 天津:天津大学,2019.
[ 作者简介 ]
李威峰,男,河南上蔡人,北京市建筑设计研究院有限公司,助理工程师,本科,研究方向:暖通空调。
李京润,男,辽宁沈阳人,北京市建筑设计研究院有限公司,本科,研究方向:暖通空调。