暖通空调中不可忽视的烟囱通风设计

暖通空调中不可忽视的烟囱通风设计

摘要：我国经济迅猛发展的同时也带来了环境破坏和空气污染的问题，笔者从事暖通空调设计行业工作多年来参与了数十个与烟囱项目改造设计、咨询的项目，经总结整理发现，需改造重新设计和出现烟囱排烟效果不理想的现象，与前期设计阶段有很大的关系，大多数烟囱的通风系统在设计时被忽视。因此，本文通过对烟囱通风系统由前期设计配合到设计计算及应注意采取的措施等整个相对完整的环节阐述，呼吁同行在今后的设计中对此问题予以重视。

关键词：暖通空调；烟囱；通风；烟气；空气污染

中图分类号：TU83 文献标识码：A

概述

改革开放以来，我国经济取得了举世瞩目的成就，但同时也带来了环境破坏、空气污染、温室效应等问题。特别是近十年来我国城市化的迅猛发展，各大中城市的中心区建筑密度大、建筑类型多，各建筑烟囱的通风排烟杂乱无章、相互影响，严重地影响了城市的空气环境。根据笔者近些年来所参与的改造设计、咨询的数十个项目发现，绝大多数均是在前期图纸设计当中对烟囱排烟通风系统设计不合理而造成的，因此在前期设计阶段，暖通空调专业若能对烟囱排烟

通风系统设计予以足够的重视，无疑对降低城市大气的

PM2.5污染物的浓度、提高城市的空气质量，具有重要的经济及社会意义。

1 合理设置烟囱在建筑总平面位置

在方案设计阶段，应根据建筑物所在的地区、规划的布局、烟囱的使用时段等因素合理设置烟囱在建筑总平面的位置。我国幅员辽阔、地形复杂、气候类型多样，在设计前期应了解项目所处当地的季风气候、地形特点，然后结合总平面商业区、居民区、环境保护区的布局，考虑烟囱使用的时段性，如有些锅炉房的烟囱是全年时运行，有些是季节性运行，综合确定烟囱的位置。一般来说，商用性、生产性的烟囱不应设置在居民区、环境保护区内，全年使用的烟囱应设置在总体最小频率风向的上风侧，季节性使用的烟囱应设置在该季节最大频率风向的下风向。这样就能在规划布置中大大减少对人和环境的影响。

2 土建烟囱井道面积、材料及构造

烟囱是设置在建筑物内部或贴附在建筑物侧的井道竖向空间。土建预留的井道面积尺寸，所采用的材料及构造等是烟囱的先决条件，相当于对烟囱起着先天的条件作用。

2.1烟囱井道的面积

在笔者改造设计的烟囱项目中，有其中一部分是烟井风道预留的土建面积过小或尺寸设置不合理，造成烟道的阻力

过大，烟气排入大气不畅，这主要原因暖通空调专业在配合阶段提给供建筑专业烟井预留面积尺寸计算不合理、不充分。不同类型用途的烟囱风量的计算不同，下面列举一下几个典型的类型。

1）厨房的通风量计算

a.全面通风量计算法：

公式：L=Q/（0.348（tp-tj）（1）

式中：L为通风量（m3/h）；tp为室内排风设计温度（℃）；tj为室外进风温度（℃）；Q为厨房显热总发热量（W）。

Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 （2）

式中：Q1为厨房设备发热量（W）；Q2为操作人员散热量（W）；Q3为照明灯具散热量；Q4为外围护结构的冷负荷（W）；Q5为其它设备发热量（W）。

b.换气次数估算法：

公式：L=nV （3）

式中：L为通风量（m3/h）；n为换气次数（次/h）；V 为换气房间体积（m3）。

n可按经验值选取：中餐厨房n取40～60次/h；西餐厨房n取30～40次/h；职工餐厅厨房n取25～35次/h。

c.罩口断面风速法：

L1=3600vS （4）

式中：L1为设备排风量（m3/h）；v为按罩口断面的风

速，取0.5m/s；S为排风罩投影面积（m2）。

全面通风量：L=mL1 （5）

式中：m取1.1～1.3。

排烟井道所选择的计算风速和尺寸也应合理，计算风速选取一般在10～12m/s在范围内，烟井道的截面尺寸应保持宽长比在1：5的范围内。过大的风速和过小的宽长比均会造成阻力大大增大，不利于烟气的排放。

2）发电机的排烟量计算：

（6）

式中：Lpy为发电机的排烟量（m3/min）；d为汽缸直径（m）；S为活塞行程（m）；n为转数（rpm）；Z为冲程数；i为气缸数。

3）锅炉的排烟量计算：

笔者改造设计、咨询的项目均民用建筑类型，如商业餐饮、酒店、办公楼类型，这些建筑类型中基本中都是使用的燃油（柴油）或燃气（天然气、城市煤气）的常（负）压锅炉，因此本文分析和计算是的以此类锅炉为基础分析和计算条件的。烟囱的排烟量当中主要是含有烟气量、SO2和烟尘，其各项的计算公式比较复杂，当选用某种类型的锅炉时一般采用厂家提供的实验实测数据用于烟井风道的计算预留即可。

2.2烟囱井道的材料

以前的一些早期建设的建筑物烟囱井道采用的是内衬

耐高温的防火砖的砖彻井道，虽然是造价低廉，但存在着一定的漏烟现象。随着技术的进步以及现在高层、超高层建筑物的出现，为了减轻重量、安装快速及有防火极限的要求，市面上有了各种类型的成品预制烟道。对于商品房住宅，国家建设部颁布的《住宅厨房、卫生间排气道》（JG/T194-2006）或各地方地区颁布的住宅厨房、卫生间排气道的图集，都适用于各种原材料制成的排烟气道。对于商业餐饮厨房、酒店锅炉房、发电机房的烟囱应采用钢制烟囱安设于土建的烟井内，特别是市面上有一些预制式的不锈钢烟囱，材质内外壁采用SUS316、SUS304，中间保温材质为硅酸铝棉，不失为一种优良的烟囱。

2.3烟囱的构造

其实烟囱整体的构造注意点主要是集中在烟囱帽罩、本体、设置防爆口这几点上。

烟囱顶端的出口须做防护高空气流倒灌影响的帽罩，帽罩的结构不能影响排烟的抬升高度。烟囱本体除了具有隔热保温功能外，对于钢烟囱尚应有足够的强度和刚度，还要考虑热涨冷缩引起的伸缩量的补偿，故需设固定支架、承重支架、导向支架、补偿器。在容易积聚烟气的烟道处应设防爆口，水平段烟道的长度应根据烟囱抽力而定，且应有1%坡向排水点的坡度。烟囱下端需设清灰排污装置。当多台锅炉、