某公共建筑廚房通風設計分析

李曉亮，熊橋捷

（中國核工業第二二建設有限公司，湖北 武漢 430050）

隨著社會現代化的推進，公共建筑體量不斷增加，對應配套的廚房的面積與容量逐漸加大，廚房的功能與設備越來越多樣化，廚房空間環境需求也越來越高。公共廚房的通風系統設計不再只是簡單的送排風設計，往往還需要結合空調、新風、排油煙、補風等多種形式以保證廚房空間空氣質量與溫濕度滿足工程需要[1-3]。胡磊等[4]結合公共廚房的特點，對廚房的通風空調系統設計注意要點進行了探討和分析。陳步超[5]對酒店廚房空調通風系統的設計進行探討，并比較了不同地區廚房的空調通風設計方案的運行特點。對于公共建筑廚房空間，尤其是地下空間的廚房設施，由于廚房爐灶的排風量比較大，廚房空調又多采用全新風，其空調通風系統的設計比較復雜，因此高效節能的廚房空調通風系統尤為重要。基于此，文章對某公共建筑地下室廚房空間的空調通風系統進行了研究，給出了公共建筑廚房通風系統的設計方法。

1 公共建筑廚房通風需求

與一般公共建筑其他功能房間相比，廚房環境高溫、高濕，存在局部高油煙區域，而且由于食用油等物質在高溫環境下的揮發，氣流組織對工作人員的影響較大，廚房區域需要維持微負壓以保證廚房空氣不向外部空間滲漏[6]。因此，廚房的通風系統一般包括全面排風、局部排風、補風以及空調送風等。

廚房排風系統主要包括全面排風和局部排風，全面排風排除室內異味和可能存在的燃氣泄漏，局部排風只排除爐灶產生的油煙和水蒸氣。需注意的是，廚房空調系統不宜采用風機盤管系統，因為廚房內油煙、水蒸氣較多，長期循環室內污濁空氣勢必使油煙附著在盤管表面，使其傳熱系數大大降低，冷卻及加熱效果越來越差。此外，對于有燃氣灶具的地下室廚房，室內應設置煙氣的一氧化碳濃度檢測報警器，與排風系統聯動。廚房內應設置獨立的機械送排風系統，保證正常工作時通風量換氣次數不少于6次/h，事故通風換氣次數不少于12次/h，送風量為排風量的80%～90%[7]。

2 廚房概況及通風系統概述

為確保空氣不相互接觸發生串味，且能在工作時間上獨立控制，該工程廚房和餐廳設置獨立的通風空調系統。案例廚房位于某公共建筑的地下一層，建筑面積為120m2，精裝修后吊頂標高為3m；主要設計為中式廚房，內有鍋灶、開水器、冰柜、保鮮臺等多種廚房用具，其通風系統原理如圖1所示。

圖1 廚房通風系統原理示意圖

該通風系統主要包括空調崗位送風系統、補風系統、機械送排風系統（全面通風）與局部排風系統（排油煙），其通風量應滿足系統總送風量（補風量+空調新風）約為系統總排風量80%～90%的要求，以保持室內微負壓。系統運行模式如下：廚房休息時，采用機械送排風系統進行全面通風，排除室內異味和可能存在的燃氣泄漏；廚房工作時，局部排風開啟（排油煙），并補充室外新風和空調風以維持室內空氣平衡。

3 通風系統設計計算

3.1 廚房排風量計算與風機選型

廚房排風包括全面排風與局部排風，其排風量可按二者取大值確定。當局部排風無法滿足衛生需求時，可采用或輔以全面通風[8]。

對于中餐廚房，其排風量可按換氣次數進行估算，房間換氣次數可取40～60次/h進行估計（文章取60次/h）。排風量L可按下式計算：

式中：A為廚房面積，m2；h為房間高度（至吊頂），m，取3m。

對于排風罩局部排風量，可利用排風罩的尺寸、距灶面的距離與最小斷面風速，采用兩種方式計算局部排風量[7]，如下式所示。

式中：L1與L2為采用不同方法計算的局部排風量，m3/h；P為排風罩的周長，m，取21.2m；H為排風罩距灶面的距離，m，取0.95m；v為排風罩斷面風速，m/s，最小風速不小于0.5m/s；Apf為排風罩總的斷面面積，m2，取 17.6m2。

結合該工程廚房參數，采用換氣次數計算得到廚房排風量為21600m3/h；采用兩種方式利用排風罩尺寸計算，得到局部排風量L1、L2分別為20140m3/h與31680m3/h；三者取最大值，得到該廚房的需求排風量為31680m3/h。根據風量進一步對排風機進行選型，選用額定風量為32000m3/h的高效新型油煙凈化箱（內含高溫離心風機，全壓為760Pa，額定功率為15kW），該凈化箱內部裝有獨特油吸單元與凈化器，可進一步凈化油煙、祛除異味、達標排放。

此外，廚房設置獨立的機械送、排風系統，可承擔廚房平時的全面通風及事故通風，其設計計算見下文。

3.2 送風系統設計計算

（1）空調崗位送風。為保證廚房工作人員的熱舒適性，該廚房需要設計空調送風系統承擔室內余熱以及房間的新風需求。廚房采用全新風空調送風系統，送風量LAC可根據室內顯熱量進行計算，如下式所示[7]。

式中：Qheat為室內顯熱發熱量，W；tp為廚房排風溫度，℃，夏季取35℃；ts為廚房空調送風溫度，一般可取18℃。

室內顯熱的熱量可根據室內設備、人員、燈光、圍護結構得熱進行計算，如下式所示。

式中：Q1為室內設備散熱量；Q2為室內人員散熱量；Q3為室內燈具散熱量；Q4為外圍護結構散熱量（由于廚房位于地下室，其圍護結構得熱遠小于室內設備得熱，可忽略）。

對于廚房設備散熱量，可根據下式進行計算。

式中：N為設備安裝功率，W；n1為電機容量利用系數，可取0.7～0.9，文章取0.8；n2為負荷系數，可取0.6；n3為同時使用系數；η為電機效率，取0.87。

廚房設備類型、功率等相關參數如表1所示，其設備總散熱量為39.66kW，室內人員散熱量以及燈具散熱量分別為1kW與1.8kW。因此，廚房總顯熱量為42.46kW。

表1 廚房室內設備功率及發熱量

進一步利用公式（4）計算得到廚房空調崗位送風量為7410m3/h，按照10%的安全裕量，該工程選用額定風量為8000m3/h的新風機組（機外風壓為320Pa）為廚房進行空調崗位送風。

（2）系統補風。為滿足排風需求，除用于平時通風的機械送風系統外，還需設置補風系統。根據系統總排風量以及空調崗位送風量可計算出系統的補風風量（總送風量為總排風量的90%）約為20000m3/h（選用混流式風機，額定風量為20000m3/h，全壓為400Pa，功率為4kW）。

3.3 獨立機械送、排風系統

由于廚房位于地下室，應設置獨立的機械送、排風系統，以進行廚房平時的全面通風及事故通風。其系統風量可根據換氣次數n確定：正常工作時n取6次/h，事故通風時n取12次/h，送風量為排風量的80%～90%。對于該工程而言，廚房機械送、排風系統中排風機選用雙速風機，考慮10%的安全裕量，其送、排風性能參數如表2所示。

表2 送、排風機性能參數

4 施工要點

4.1 防火閥的設計

根據防火需求，廚房通風系統需設計并安裝防火閥。局部排風系統防火閥動作溫度為150℃，獨立機械送排風（全面通風）、補風及空調送風系統防火閥的動作溫度為70℃。

4.2 風管的設計與安裝

廚房通風系統風管尺寸可根據風速確定，局部排風系統風管風速應在8～10m/s；空調送風、補風及全面通風系統風管風速應按以下原則選取：主風管5～8m/s，支風管宜取3～5m/s。

由于廚房通風功能差異，其風管材質與連接方式均有所不同。該工程空調崗位送風、補風，獨立機械送排風（全面通風）的風管采用鍍鋅鋼板制作，并用法蘭連接。而局部排風系統由于排放油煙，含有較多水蒸氣以及腐蝕性氣體，其風管材質宜用不銹鋼板制作，并采用焊接方式連接，防止油煙泄露。對于風管保溫，局部排風管可采用帶鋁箔防潮層的玻璃棉[導熱系數不大于0.042W/（m2·K）]材料進行保溫，保溫厚度可為40～50mm。對于空調送風管道則可采用防火橡塑板材或者鋁箔防潮層的玻璃棉進行保溫，保溫厚度為20～30mm。補風、獨立機械送排風（全面通風）的風管可不進行保溫。

此外，由于廚房吊頂內機電管路復雜，通風系統的管路鋪設應該綜合考慮結構梁高、裝修吊頂標高及吊頂內其他水電管路、橋架進行合理布置，并按照機電綜合管線設計圖紙施工。

5 結束語

文章根據廚房特點總結了公共建筑地下廚房通風要點，給出了地下廚房通風系統的設計方法，包括局部排風、全面通風、空調通風及補風等多個系統的設計與設備選型計算。此外，還對廚房通風系統的風管設計與安裝要點進行了簡單分析，總結了風管施工的相關要求。