城市綜合體項目餐飲商鋪排油煙系統分析及優化

文_陳鏡星 北京金坤麗澤置業有限公司

城市綜合體是集居住、辦公、商業、展覽、餐飲、零售、文娛休閑等三項以上空間的有機組合體，且各部分為一種相互依存、相互助益的能動關系，從而形成一個多功能、高效率的綜合體。通過對不同地區的城市綜合體調查發現，餐飲業空間面積占比上升是大勢所趨，75%的商業建筑中，餐飲業態空間超過總建筑面積25%。

綜合體項目中餐飲商鋪的機電設計較為復雜，機電相關系統的配套包括給排水、電氣、燃氣、空調、通風、消防等，特別是燃氣與排油煙系統設置，是餐飲業商鋪區別于其他綜合體項目中餐飲業態的排油煙設計排放口一般設置于裙房屋面或者塔樓屋面，但餐飲商鋪的位置分部，除部分臨街及頂層外還有大量分散或集中設置于裙房中間樓層及地下室區域，這些商鋪因遠離室外，其排煙系統設置較為不便，需在結構設計時預留專用結構井道排放，并設置獨立的排油煙系統。商鋪的典型配置。排油煙系統一般包含在機電方案暖通專業設計中，能否合理規劃對于大型商業綜合體十分重要，直接影響商業建筑的品質和價值；商業落位策劃前對排油煙系統進行充分考慮并出具合理的方案十分必要，前期對問題的預見會給后期實施及改造帶來便利。

1 城市綜合體餐飲排油煙系統方式

商業項目主要排油煙井道設置方式一般分為兩種情況：一種是每個餐飲商鋪設置一個獨立排油煙井道（圖1）；另一種是多個餐飲商鋪合用一個排油煙井道（圖2）。這兩種方式下可分為三種情況：①屋面及商鋪均設計排油煙風機并安裝到位；②屋面及井道合用排油煙系統設計安裝到位，用戶需完善商鋪內排油煙系統；③開發商僅設計預留排油煙井道，用戶需自行安裝排油煙系統接入井道排放。

2 常見餐飲商鋪排油煙方式特點分析

2.1 各商鋪設置獨立井道

圖1 各商鋪獨立油煙井道

圖2 各商鋪合用油煙井道

商鋪設置獨立的排煙井道的方式，優點是獨立性好，不與其他商戶相互影響，所以沒有“串味”的風險，是使用效果最好的排油煙方式。缺點是每個商鋪均設置獨立井道及管道設備，需占用空間（包括商鋪面積及屋面設備安裝空間）較大，較適合臨街及頂層面積較大、分布較分散的商鋪采用。

2.2 各商鋪合用油煙井道

多個商鋪合用一個排油煙井道的方式是目前較為常見的方式，根據各商鋪落位情況及油煙量設置集中的土建管井作為排放井道。這種方式優點是節省土建井道占用面積，同時當后期商鋪格局或業態調整時，利用井道進行增減更為方便靈活。缺點是多用戶合用井道會導致商鋪之間油煙排放產生干涉，因各商鋪經營時間不同及風機風量風壓不均，運行時段風量平衡難以控制，當合用部分風管和豎井內處于正壓，就導致“串味”以及風機全壓相抗兒增加設備能耗。

3 合用井道的排油煙系統方案論述

從投資回報的角度分析，“多鋪一井道”的方式更為經濟合理，實際項目實踐中也更為普遍，根據開發商排油煙系統的設計特征，又可分為以下三種方式。

3.1 方式一：開發商對屋面及商鋪均設計排油煙設備并安裝到位

這種方案合用井道壓損及各商鋪水平管道的壓頭損失由屋面合用風機與各商鋪內風機共同承擔。開發商在竣工交付之時，已經安裝了從商鋪到屋面所有的排油煙風機、凈化設備及其管道閥部件，交付前通過調試解決多個商鋪間壓頭不均問題。但此方案初期投資較大，且無法預知后期商鋪格局調整變化，比如廚房格局位置調整導致管道和設備安裝變化，從而導致新的壓力不平衡。

3.2 方式二：開發商僅預留公共排放井道，用戶自行安裝商鋪排油煙管道及設備

對開發商而言，不設置合同風機只提供合用排放井道，壓頭損失完全由各商鋪用戶風機自行解決，減少了排油煙設備的投資費用，并節約屋面管道設備安裝空間。對用戶而言，商鋪內排油煙系統自行設計安裝，安裝、控制、運營均獨立，靈活度更高。

但因為是商鋪合用井道，各用戶并沒有完全獨立，導致商鋪間的排油煙系統相互影響，用戶風機壓頭需承擔公共井道部分壓頭損失，風機功率大，噪音及運行費用高。另外，各商鋪之間系統平衡難以控制，風機功率選用較大的用戶會影響風機功率小的用戶，造成出現用戶盲目增大風機功率情況。

3.3 方式三：屋面及井道合用排油煙系統設計安裝到位，用戶需完善商鋪內排油煙系統

開發商負責安裝屋面合用排油煙風機及油煙凈化設備，并完成井道及公共部分管道，在每個商鋪預留分支接口。屋面合用風機一般選用雙速風機或者變頻風機，風量考慮各用戶同時使用系數，降低了初期投資，也保證了公共井道與集中管道負壓。用戶的風機壓頭僅負責排煙罩至商鋪預留分支接口之間的壓力損失，二次深化設計及系統設備匹配選型就比較簡單，也從源頭解決了上述第一種方式靈活度交叉以及第二種方式各用戶平衡難以控制的問題。

3.4 方式論述

第三種方式為綜合體項目中商鋪餐飲較為理想的設置方式。但是仍然還存在一個問題，即屋面合用風機與商鋪之間的匹配問題。出于保守設計考慮，屋面合用風機設計選型時必須考慮所有商鋪同時使用的最大風量（乘以同時使用系數），當商鋪出租率較低或者各商鋪營業時間差異時，就存在少數商鋪運營對應著屋面合用風機運行問題，不僅能耗過大，同時也因風速過大產生過大噪音。在實際項目案例解決方案中，多用戶合用的室外排油煙風機多采用雙速風機（少數項目也有采用變頻風機的），風機啟閉由物業控制運行。

雙速風機可按餐飲高低峰時間進行高低速切換，餐飲高峰期開高速運行，平時低速運行，一定程度上緩解能耗浪費問題，但實際物業很難兼顧到每個餐飲商鋪的運行時間，高低速切換時間由物業控制，仍可能存在匹配不良問題。如果采用變頻控制理論上更優，風機如采用普通電機加變頻器控制，變頻器調節頻率范圍可達15～50Hz，如采用變頻電機，變頻的下限值則更低。理論上變頻風機可以匹配各個餐飲商鋪不同的營業需求，做到最為節能的運行方式。但是實際經驗中，變頻風機必須需采集系統壓力值進行調節，即通過系統管道內設置壓力傳感器，通過傳感器獲取管道內的壓力變化，最后把控制信號傳到變頻風機實現變頻調節。

4 餐飲商鋪排油煙系統方案優化

4.1 優化思路—總風量控制法

變風量空調系統“總風量控制法”，概括來說是將室內各房間末端設備的需求風量作為參數，通過控制線路輸出信號傳遞給控制器，控制器進行計算求和得到系統總需求風量，然后按特定的控制算法調節風機的轉速實現控制。它是基于壓力無關型的控制方法，可以避免在系統風管內使用壓力測量裝置，減少了一個風機的閉環控制環節。這種控制系統形式上的簡化，同時也提高了控制系統的可靠性。總風量控制原理見圖3。

圖3 總風量控制原理示意圖

4.2 優化方法的分析與運用

如果把變風量空調系統“總風量控制法”，應用于商業綜合體餐飲商鋪排煙系統方案中，勢必帶來系統控制可靠行的提高。具體做法是：在各商鋪內設置油煙系統的“末端設備”，通過控制線路采集各“末端設備”啟閉的運行情況并進行求和計算，得出系統總油煙量信號傳遞給控制器，從而控制屋面合用風機的功率，實現屋面合用風機和商鋪運營的匹配。需要說明的是，每個商鋪的“末端設備”對應一個油煙量（這個油煙量可以通過商鋪面積與換氣次數計算獲取），可以設置為風機或者其他方便系統聯控的設備。如果從節能、防噪、經濟角度優化考慮，可直接采取電動閥代替末端設備。

具體做法為：在多家餐飲商鋪共用一套排油煙系統的情況下，在每個商鋪分支接口處設置一個電動閥（電動閥與灶具聯動），每個電動閥對應其商鋪一個排風量（各商鋪排風量均不一致，故電動閥對應排風量也不一致），控制器根據各商鋪電動閥啟閉計算實時總排油煙量，控制屋面合用風機的風量。

這種系統方式設置簡單可靠，電動閥機械啟閉直接反饋油煙量信號，無需管道內設置壓力傳感裝置，電動閥靈敏度高，調節效率高。商鋪用戶無需再安裝風機設備，減少了費用投入，也避免了各商鋪自裝風機壓頭不均導致“串味”和系統不平衡問題。控制系統根據各商鋪反饋的油煙量疊加總值，通過計算法則實時控制合用風機風量轉速，使之與商鋪運營情況達到良好的匹配效果。

例如，某個綜合體中5個面積不等的餐飲商鋪，使用面積分別是60m2、90m2、120m2、150m2、180m2，層高5m，合用1套屋面排油煙風機設備，商鋪為方便計算廚房面積統一取商鋪面積1/3，餐廳排油煙風量按50次換氣次數計算（全部油煙均按煙罩排出考慮）。根據排風量公式Q=s×h×n（Q為總排風量，s為廚房面積，h為層高，n為換氣次數）計算這五個商鋪每小時排油煙風量分別為：5000m3/h、7500m3/h、10000m3/h、12500m3/h、15000m3/h，則滿負荷運行下系統總油煙量為50000m3/h。系統如圖4所示。

圖4

按各商鋪油煙排量大小，屋面合用風機排風量設置以下幾個轉速檔：5000－10000－15000－20000－25000－30000－35000－40000－45000－50000（m3/h）。每個排油煙風量區間對應風機一個轉速，并在每個商鋪分支管電動閥設置啟閉按鈕，通過干接點方法每啟閉一個電動閥就反饋給風機一個信號進行風量疊加計算，進而自動調節風機轉速，從而獲得所需排風量。同樣參照變風量空調系統“總風量法”做法，為了增加系統穩定性，控制系統設置為只要任意一個電動閥開啟即啟動屋面風機，當所有電動閥均關閉后才關閉屋面風機，而不是由物業人為啟停。

5 結語

采用上述排煙系統的“總風量法”，電動閥啟閉信號來反饋油煙量，可靠性增強，但也需要用戶安裝油煙凈化設備，使用過程中定期對管道進行清理。

綜合體項目餐飲商鋪排油煙實際運行效果，除了排油煙系統本身設置方案外，還與全面通風、補風系統以及樓宇自控系統息息相關，只有每個系統均可靠高效的有機組合在一起，才能呈現一個成功的項目。