一种基于关键技术指标的分阶段商业厨房排风量计算方法

摘要

本发明公开了一种基于关键技术指标的分阶段商业厨房排风量计算方法，属于商业厨房通风系统设计领域，具体为一种基于通风设计标准与商业厨房实际布局现状统筹分析提出创新关键技术指标的、适于各个设计阶段的商业厨房排风量计算方法。技术方案为：扩初阶段依据换气次数指标计算排风量；施工图阶段灶具数量未知，采用换气次数指标计算排风量，灶具数量已知，依据单位灶具排风量指标计算排风量；施工图深化阶段若厨房工艺公司介入，依据单位灶具发热量排风量指标和排烟罩罩口平均风速指标计算排风量。本发明解决了设计过程中由于厨房工艺公司介入滞后、无法准确计算排风量的问题，同时为我国制定专门的商业厨房通风系统设计标准提供借鉴。

说明书

技术领域

本发明属于商业厨房通风系统设计领域，具体为一种基于通风设计标准与商业厨房实际布局现状统筹分析提出创新关键技术指标的、适于各个设计阶段的商业厨房排风量计算方法。

背景技术

以爆炒、煎炸为特点的中式烹饪在操作过程中会产生大量的热、湿以及油烟污染物。尤其是在商业厨房中，烹饪设备密集、烹饪方式多样、烹饪量大，使得商业厨房产生的热、湿及油烟污染物含量更高，进而影响降低烹调质量、降低厨师工作效率，甚至危害人体健康。

厨房通风系统的设计对提升厨房室内空气品质和人员舒适度起着决定性作用。据此，美国和欧洲部分国家已有专门针对商业厨房通风系统设计的标准，如美国采暖、制冷与空调工程师学会制定的标准 ASHRAE Standard 154“Ventilation for CommercialCooking Operations”[1]、欧洲标准委员会制定的标准BS EN 16282“Equipment forcommercial kitchen-components for ventilation in commercial kitchens”[2]、德国工程师协会制订的标准VDI 2052“Ventilation equipment for kitchens”[3]，从室内参数要求、气流组织、风量计算方法等方面制定和提供了全面的、系统的设计目标和设计方法。但国内目前暂无专门指导商业厨房通风系统设计的标准，只是在通用的标准JSCS-2009《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调、动力》 [4]、JGJ 64-2017《饮食建筑设计标准》[5]中作为一小节出现，与商业厨房通风系统设计的广泛性、迫切性、专门性需求相冲突。国外相关标准规范虽多，但不同国家饮食习惯不同，食物种类、烹饪方式、灶具类型均有差异，导致商业厨房内热湿环境及烹饪污染物情况不同，使得我国商业厨房排油烟系统设计不能完全照搬国外标准中的设计方法。

排风量是通风系统设计的一个关键控制参数。排风量增大，可以在一定程度上改善厨房室内环境质量，但排风量过大会降低净化效率并增大系统能耗。国内外标准中有很多商业厨房排风量的计算方法，如美国标准ASHRAE Standard 154和欧洲标准BS EN 16282中的热羽流计算法，我国技措中的排烟罩面积计算法和换气次数法等。热羽流计算法是依据烹饪过程产生的热羽流量，并考虑热羽流上升过程卷吸气流得到的排风量；排烟罩面积计算法对罩口断面的最小平均风速提出要求，并令其乘以罩口断面面积，得到排风量；换气次数法则是通过对厨房的每小时换气次数提出要求，进而计算排风量。然而，现有的排风量计算方法却存在以下两方面问题：一方面，各方法的技术指标不一致，导致不同方法计算同一厨房得到的排风量有较大差别。另一方面，各标准的排风量计算公式中所涉参数较多，一些参数并不能在设计的任意阶段得到，在何时采用何方法最佳并未可知。

在实际工程中，厨房的通风系统通常由设计院完成施工图设计，后期由厨房工艺公司进行深化并安装。施工图设计阶段，由于厨房工艺尚不明确、厨房内部布局尚未可知，设计人员处在被动状态，排风量的计算往往不尽合理，致使预留的安装条件、井道大小等较为粗放，后期厨房工艺公司介入后，跟设计院缺乏充分的沟通，加之预留条件已相对固定、调整不便，按“将就”、“凑合”的思路完成厨房布置，往往造成商业通风系统运行效果并不理想，通风排油烟效果不佳、厨房内工作环境不佳、厨房与其他功能房间串味等现象。因此排风量的准确计算在设计的各个阶段都十分重要。若能在各阶段均能做到最大限度的准确计算排风量，那将对商业厨房设计和运行作出重大贡献。

发明内容

本专利旨在提供一种基于商业厨房实际布局现状与通风设计标准统筹分析提出创新关键技术指标的、适于各个设计阶段的商业厨房排风量计算方法，解决设计过程中由于厨房工艺公司介入滞后、无法准确计算排风量的问题，同时为我国制定专门的商业厨房通风系统设计标准提供借鉴。

为实现上述目的，本专利提供一种基于关键技术指标的分阶段商业厨房排风量计算方法，对应不同的设计阶段，流程图如图1所示。技术方案如下：

所述设计阶段分为扩初阶段、施工图阶段和施工图深化阶段。扩初阶段仅了解厨房的面积和层高信息，厨房内部具体情况未知；施工图阶段可能进一步获得大致的灶具数量；施工图深化阶段如若厨房工艺公司介入，将完成灶具选型，能够获得灶具发热量信息，甚至完成排烟罩的选型。

本专利提出的关键技术指标包括：换气次数指标60次/h、单位面积发热量指标3kW/m

所述关键技术指标具体数值的提出过程如下：(1)总结出国内外商业厨房通风标准中排风量的计算方法，进一步归纳出各方法的关键指标；(2)结合对天津市39个商业厨房的调研数据，利用统计分析软件SPSS建立各方法的多元回归模型，得出影响排风量的关键因素；(3)采用各方法计算调研的39个商业厨房的排风量，并求出各方法对应指标的数值；(4)分析调研数据，得出商业厨房内部布局现状的普遍规律，据此建立典型商业厨房模型(厨房面积50m

所述换气次数指标用于商业厨房扩初阶段的排风量计算。我国技措中规定中餐馆的换气次数取60次 /h，采用该换气次数计算的排风量对典型商业厨房进行模拟研究，发现此时厨房通风效果良好，故换气次数指标取60次/h。

利用换气次数指标和其他排风量计算方法计算调研的39个商业厨房排风量时发现，当灶具放热量/厨房面积＞3kW/m

所述单位灶具排风量指标用于商业厨房施工图阶段的排风量计算。我国技措规定单个灶具的排风量为 2000m

所述单位灶具发热量排风量指标用于商业厨房施工图深化阶段。该指标的提出启发于美国、欧盟和德国标准[1-3]中的热羽流计算法，热羽流计算法涉及的参数较多，计算过程复杂，在利用热羽流计算法计算调研的39个商业厨房的排风量时，发现得到的排风量与灶具总热量呈正相关关系，如图3，曲线的斜率分别为84m

所述罩口平均风速指标用于商业厨房施工图深化阶段。我国技措指出罩口平均风速应不小于0.5m/s，而英国和日本中该值为0.35m/s和0.3m/s，对典型商业厨房的模拟研究证明罩口平均风速为0.35m/s时，室内通风效果良好，故从通风效果和降低能耗两方面考虑提出罩口平均风速指标，其值为0.35m/s。

对于不同设计阶段，本专利的技术方案如下：

(1)扩初阶段：厨房面积和层高已知，依据换气次数指标估算排风量。计算公式为：

Q＝60×S×h (1)

式中，Q为排风量m

(2)施工图阶段：灶具数量未知，则仍采用扩初阶段的计算方法；灶具数量已知，依据单位灶具排风量指标1300m

(3)施工图深化阶段：厨房工艺公司提供灶具总发热量，依据单位灶具发热量指标72m

Q

式中，Q

若灶具和排烟罩均已完成选型，则可按照罩口平均风速指标计算排风量，以保证排烟罩的捕集效果，此时排风量记为Q

Q

式中，Q

若厨房工艺公司介入，灶具和排烟罩均完成选型，排风量Q需选择Q

若厨房工艺公司介入，灶具已选型而和排烟罩未定，那么Q

若厨房工艺公司未介入，则仍采用施工图阶段的计算方法。

所述阶段(1)中，单位面积发热量＞3kW/m

所述阶段(2)中，灶具数量指灶头数，如1个双眼炒灶的数量记为2。

本发明适于商业厨房的不同设计阶段，也同样适于对既有通风系统排风量的核算以及系统改造。本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：指出不同阶段中排风量计算的关键技术指标，便于在各阶段最大限度的准确计算排风量，解决了在商业厨房设计实际工程中由于厨房工艺公司介入滞后、无法准确计算排风量的问题，同时为我国制定专门的商业厨房通风系统设计标准提供借鉴。

附图说明

图1为本发明商业厨房排风量计算方法的流程图；

图2为采用美国热羽流计算法和换气次数指标计算的调研厨房的排风量；

图3为采用美国、欧盟和德国的热羽流计算法计算的调研厨房的排风量。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清楚，下面将结合附图1对本发明作进一步地详细描述。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利提供进一步的说明。

首先，确定商业厨房处于何种设计阶段。对于不同设计阶段，本专利的具体实施方式如下：

扩初阶段：

厨房面积和层高已知，依据换气次数指标估算排风量。计算公式为：

Q＝60×S×h (1)

式中，Q为排风量m

单位面积发热量＞3kW/m

施工图阶段的具体实施方式分为以下两种情况：

灶具数量未知：采用换气次数指标计算排风量；

灶具数量已知：依据单位灶具排风量指标计算排风量Q。单位灶具排风量指标为1300m

施工图深化阶段的具体实施方式分为以下三种情况：

(1)厨房工艺公司未介入：

实施方式同施工图阶段；

(2)厨房工艺公司介入，灶具已选型而和排烟罩未定：

采用厨房工艺公司提供的灶具总发热量，乘以灶具发热量指标72m

Q

式中，Q

(3)厨房工艺公司介入，灶具和排烟罩均完成选型：

排风量Q需选择Q

Q

式中，Q

实施例一

某高校新建造一座学生食堂，目前处于施工图阶段，厨房内计划安装3个双眼炒灶，1个低汤灶。

实施例为施工图阶段，采用单位灶具排风量指标计算排风量。双眼炒灶的灶具数量为2，故该食堂厨房的总灶具数量为7，据此计算排风量Q为1300×7＝9100m

参考文献：

[1]ANSI/ASHRAE Standard 154.Ventilation for commercial cookingoperations[S].American Society of Heating，Refrigeration，and Air-conditioningEngineers：Atlanta GA，2016.

[2]European Committee for Standardization.BS EN 16282 Equipment forcommercial kitchens-Components for ventilation in commercial kitchens[S].BSIStandards：UK，2017.

[3]Verein Deutscher Ingenieure.VDI 2052Blatt 1Ventilation equipmentfor kitchens[S].Verein Deutscher Ingenieure：Germany，2017.

[4]住房和城乡建设部工程质量安全监管司.JSCS-4全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调、动力 [S].中国计划出版社：北京，2009.

[5]国家质量监督检验检疫总局国家环境保护总局.GB18483-2001饮食业油烟排放标准[S].中国环境科学出版社：北京，2001。