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商业厨房通风系统设计思考

2020-06-29刘海宾

建筑热能通风空调 2020年5期
关键词:油烟排风风量

刘海宾

华东建筑设计研究院有限公司

0 引言

近些年随着电子商业的兴起和不断扩张,实体商业遭受到较大的冲击,餐饮成为了商业中越来越重要的一个组成部分,开发商也在商业项目中大量的设置餐饮功能,笔者曾经经历过一个约4 万m2、五层的一个商业项目,其中的四层均为餐饮功能(后面以此为案例介绍),可见餐饮业正越来越成为商业项目中的重点设计内容。

餐饮的通风设计主要是指厨房区域的通风设计,设计时应按全面排风(房间换气),局部排风(排风罩排风)以及补风这三类系统进行综合考虑,其中全面排风又包括厨房正常工作时的通风换气、不工作时的通风换气以及燃气泄漏时的事故通风系统。局部排风主要包括热炒区油烟罩排风、洗碗间、蒸煮间等专用排风罩排风。补风系统则主要需要是对应排风系统做相应设置。

在商业项目中,由于招商的滞后性,在设计阶段,餐饮的布置往往只是框定了一个区域,其内部的餐厨范围都没有具体的划分,更谈不上厨房的工艺布置及通风要求,因此设计往往采用估算,预留土建和机电条件的做法。本文就商业项目的通风设计做简单分析介绍,并结合实际案例分析遇到的问题及解决方案。

1 厨房通风计算

在设计阶段,多采用换气次数法对厨房通风量估算,具体见表1(表中参照2009 版《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调动力》[1],以下简称“技措”):

表1 不同类型厨房通风换气次数量

目前国内商业餐饮项目中,餐厨比多为2:1,即厨房面积占到整个餐厅面积的30%左右,据此可以对商业厨房的通风量进行估算。另外上表中的补风在有条件或业主有特殊要求的情况下,可对补风量的30%或全部做冷却处理,改善炉灶前工作人员的工作环境,对于寒冷和严寒地区,补风应做全部加热处理。

从笔者经历的一些项目来看,对于中小型餐饮建筑(餐饮建筑划分原则见表2,参考《饮食建筑设计标准》JGJ64-2017[2]),估算法得到的通风量基本可满足使用要求,而对于大型和特大型餐饮建筑而言,由于厨房内部的工艺布置会较为复杂,各种功能分区更为细致,估算法误差会较大,还需根据厨房具体功能划分进行专项设计。而中小型餐饮建筑也需在招商后,根据厨房工艺布置或者厨房公司提供的相关数据,进行校核。以下分析也仅针对中小型餐饮建筑。

表2 餐饮建筑划分原则

2 通风设计

厨房通风设计时应按局部排风(排风罩排风),全面排风(房间换气)以及补风这三类系统进行综合的考虑。

局部排风:在商业项目中,一般厨房面积较小,不会设置较大型的洗碗和蒸煮设备,局部排风主要指油烟罩排风(即排油烟系统)。在设计时,排油烟系统应独立设置,不能和其他通风系统共用,并至屋面高空排放,不建议在某层设置机房侧墙排风(烟气会影响上面楼层,且时间久了排风百叶会积累油烟)。同时由于油烟的重油重味属性,加上施工质量的不可控性,在布置管道时,竖井应尽量布置在厨房间,水平风管要尽量短且不宜穿越其他功能房间。应优先考虑一个厨房对应一套通风系统,若条件受限,也可采用多个厨房共用一套通风系统的设计方式。

全面排风系统:对于商业项目中的厨房,厨房面积小,计算通风量小,且商场物业管理比较简单粗暴,笔者认为,全面排风仅按正常工作时或燃气泄漏时的通风设计即可,管道及设备满足事故通风要求。其设计原则可对应排油烟系统一并设置。

补风系统:除去北方寒冷、严寒地区或有特殊要求的情况下,在设计补风系统时,笔者建议将补风机直接吊装在厨房内,通过竖井或者侧墙百叶取风,经粗效过滤后直接送入厨房内,这样可以省去复杂的管道布置,管理上也较为方便。而北方寒冷、严寒地区的补风系统,应做加热处理,南方地区的补风系统有条件的话,建议进行降温冷却处理,改善厨师工作环境。另外补风系统应联动排风系统启停,避免小业主为了省电,只排不送,影响商场的风平衡。

3 设计过程遇到的问题及解决思路

该项目位于广东省汕头市,属于商业综合体,总建筑面积约34.4 万m2,其中裙房商业面积约4 万m2,共五层,其中二~四层,均设置有餐饮功能,共24 家餐饮,同时屋面为上人景观屋面。在整个设计阶段,有如下几个问题比较突出:

1)厨房通风系统配套问题:每个厨房一套通风系统,还是多个厨房共用一套系统。

2)系统风量计算及风机运行策略。

3)设计初期,餐饮布置位置随意,未考虑厨房通风的可实施性。

4)竖向风井远离厨房位置。

5)屋顶风机安装区域和景观屋面要求相互冲突。

第一个问题是商业项目比较常见的,两种设计方法都有各自明显的优缺点,一个厨房一套通风系统,其优点:系统独立,控制简单,各厨房互不影响,便于管理、计费,相对更节能。缺点:初投资成本高,通风竖井多、影响其他房间的布置,屋面通风设备多、影响屋面景观步置。多个厨房共用一套系统,其优缺点和一个厨房一套通风系统刚好相反,在实际项目中,设计师应进行综合经济技术比较后确定采用哪种做法。

结合本项目,餐饮数量较多,经和业主讨论,最终确定采用多个厨房共用一套系统的设计方法(竖向厨房共用系统,如图1),同一个楼面不共用系统,这样可以避免水平排油烟管道穿越其他功能房间,避免出现串味的问题,排油烟风机集中设置在屋面。

图1 竖向共用排油烟系统示意图

另外建议每套排油烟系统不宜过大,系统风量控制在40000 m3/h 左右,系统阻力控制在500 Pa 左右,以便于控制风机噪音,并满足《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015[3]对风道系统单位风量耗功率Ws值的要求。

全面排风系统的设计方法类似排油烟系统,但涉及到事故排风系统,在系统设计上会略有不同,这里引出第二个问题,系统风量计算及风机运行策略。

排油烟系统风量可按照前文所述的计算方法分别计算出各厨房风量,相加即可。全面排风系统一般会考虑将厨房正常工作时的通风换气(以下简称平时排风)和事故排风系统合用一套系统,尽量减少厨房通风管路,在计算系统风量时,平时排风按各厨房计算风量相加作为系统风量,而事故排风的系统风量,笔者认为可以参考消防排烟系统的计算方法,即系统风量按任意两个相邻分区的排烟量之和的最大值计算。参考此计算原则,事故排风的系统风量可按系统中面积最大的两个厨房的排风量之和计算。举例:四个厨房共用一套排风系统,面积分别为40 m2、40 m2、50 m2、55 m2,计算高度按3 m,那么平时排风系统风量为:(40+40+50+55)×6×3=3330 m3/h,事故排风系统风量为:(50+55)×12×3=3780 m3/h,这样事故排风和平时排风的系统风量基本匹配,风机运行无需切换,控制简化,具有一定的节能性,所需土建风道也相应减小,该意见仅供大家参加,在设计时还需和当地图审老师沟通确认。

关于风机运行策略,在一些项目中,厨房通风系统只是简单的根据商场运营时间进行启停,这样会造成较大的能源浪费,各餐饮租户计费也高,也会缩短风机的使用寿命,但初投资较低,控制简单,对物业管理能力要求很低,故很多业主更倾向于采用这种设计方法。在笔者项目的中,向业主提出过两种运行策略(主要针对排油烟系统),分别如下:

1)排油烟风机采用双速风机,一种工况满足系统风量。一种工况按系统一半风量运行,风机按时段切换运行。比如11:00-14:00 和17:00-21:00 餐厅高客流期间运行第一种工况,其他时间段按系统一半风量的工况运行风机。

2)第二种方案:排油烟风机采用变频控制,在每个厨房分支风管上设置电动阀门,平时常闭,风机和电动阀门进行联动,实现变频控制,该方案建议共用系统的厨房个数不宜过多,同时要求厨房末端油烟风罩也要设置油烟净化装置,保护电动阀门的正常使用。

第一种方案控制相对简单,但节能性不如第二种,第二种方案对自控要求高,同时对末端油烟风罩的净化要求也高,真正运营状况难以把控,笔者项目中,最终采用了第一种方案。

全面排风系统的运行策略,在该项目中笔者按照前文所述的系统风量计算方法,平时排风和事故排风系统合用,在每个厨房的水平支干管处设置电动调节阀,平时全开进行房间正常通风换气,有燃气泄漏时,联动关闭除燃气泄漏房间外的电动阀门,仅对有燃气泄漏房间进行排风。全面排风系统一般系统风量较小(5000 m3/h 以内),且厨房即使不工作时也需要通风换气,因此无需进行变频运行。

后面三个问题需要放在一起综合考虑,合理的餐饮布局,不只是要考虑建筑功能的合理性,还应综合考虑通风管井和屋面设备区域的布置,在本项目设计初期,方案设计师基本上除了必要的功能房间外,全部布置为餐饮房间,且上下楼层餐饮房间错位严重,这导致在后续施工图设计时,厨房的通风竖井位置难以布置,屋面风机位置也难以实现聚集设置,屋面有效利用率很低。经过和方案设计以及业主一起商讨后,形成以下几项共识,希望可以对同类型项目设计有参考价值:

1)餐饮房间尽量往顶层设置,顶层厨房通风系统可不设通风管井,顶板开洞即可。

2)不同楼层的餐饮房间尽量上下对齐设置,便于通风管井设置。

3)厨房尽量靠外墙设置,设置外窗采用自然通风,简化通风系统。

4)重餐、轻餐混合设置,对内区不宜设置排油烟系统的房间或面积过小的房间,建议设置成轻餐,仅做平时排风即可。

5)送补风系统尽量同层设置,风机吊装于厨房内,通过管道在外墙百叶取风。(此条会影响外立面布局,也需提前和建筑设计师沟通)

6)屋面排油烟风机尽量集中布置,排风口设置于主导风向的下风向,必要时,可用格栅板将该区域围起来。风机数量较多时,可考虑设置钢支架,风机叠放。

4 结语

通过以上分析结束,在设计阶段,商业厨房的通风设计可以通过以下措施尽量贴合实际使用条件:合理设置餐饮功能布局。合理划分通风系统。合理规划屋面风机安装位置。采用风机变频等技术实现节能需求。明确厨房各类通风系统之间的连锁关系。招商后,有条件的情况下应对厨房通风进行校核计算。

以上为笔者的一些设计经验,希望可以对大家将来同类项目的设计有参考价值。

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