最新公用厨房通风空调设计探讨

公用厨房通风空调设
计探讨
公共厨房空调通风设计探讨
山东省建筑设计研究院任照峰
摘要：本文分析了公共厨房设计中普遍存在的一些问题，指出了公共厨房设计中需
要注意的一些问题，并结合具体工程设计提出了自己的一些见解。

关键词：公共厨房设计空调通风
1 厨房的污染物及其有害性
饮食建筑特别是高档宾馆建筑中的厨房在设计时往往被人们所忽视，因而造成使用的公共厨房先天不足，其卫生状况及工作环境不能令人满意。

其卫生环境条件差主要表现为：（1）厨房面积紧张，工艺布置不合理。

在建筑设计时基本上未考虑通风、排油烟，占调查总数的67%。

（2）中餐厨房油烟排放及气流组织不合理，造成室内通风不畅，空气污浊，并与其它场所“窜味”，占调查总数的72%。

（3）厨房工作岗位的热环境、空气环境恶劣，占调查总数的71%。

（4）对飞行害虫的防范措施不力，占调查总数的69%。

（5）设有空调系统的厨房，空调使用一段时间后，其效率大大降低，占调查总数的85%［1］。

据《健康报》报道，包头医学院姚碧云等专家学者完成的一项调查显示：厨师心脏不好，多是一氧化碳（CO）惹的祸。

CO是厨房空气中主要污染物，主要来自燃料不充分燃烧及烹调产生的油烟。

姚碧云等选择了包头市3所院校和两家大型宾馆，对厨房空气中的CO浓度进行了监测，结果5家厨房CO超标率达71.5％，最严重的超过国家规定标准19.5倍。

此后，他们对在厨房工作的138名厨师呼出气体的CO浓度进行测试，结果138名厨师呼出气体中CO的含量也明显高于对照组。

为了证实CO对人体的危害，她们又对138名厨师进行了心电监测，发现有41名厨师心电图表现异常，明显高于对照组。

上述这些情况说明，如果不能很好的设计运行厨房空调通风系统，会产生恶劣的影响，不仅会影响生产，降低生产效率，同时严重影响了炊事人员的身体健康。

2 现有厨房存在的大量问题
由于不重视厨房空调通风设计，致使厨房通风空调系统出现的问题主要有如下几方面：
大厨房内所有的排烟都集中到一个大系统中，使用一台风机排油烟。

只要有一个炉灶使用，排风机就需要运行。

这样以来，不仅厨房排风效果不好，而且电耗很大。

在高级宾馆中，厨房通风用电约占全年总用电量的
2.8%。

某些宾馆厨房的空调送风系统采用了部分回风；有的厨房空调系统设计为风机盘管＋新风系统；有的在厨房内设了分体空调器。

所有这些空调系统在使用一段时间后，空调效果都大为下降。

造成空调效果下降的主要原因：这些设备本身均有水冷式表冷器或直接蒸发式表冷器，厨房内的空气直接与这种冷却器接触，油雾很快就会污染和堵塞表冷器上翅片的间隙，使其传热效率降低，导致厨房空调系统效果变差。

有些厨房的进排风比例不当，导致厨房负压过高，使煤气灶火苗往灶门外喷，影响使用。

对于机械排风系统的厨房，其负压值，不得大于0.5mm水柱。

负压过大炉灶会倒风，即火苗往外喷。

一般情况下送风量应为排风量的80~95%。

有些厨房的气流组织不合理，导致厨房与别的房间串味。

厨房与餐厅相邻，餐厅又靠近门厅。

有的旅馆中，一进门就闻到菜饭的气味，使人产生不舒服的感觉，使得高级宾馆的环境质量不够清香幽雅。

甚至有的厨房排风口与建筑室外新风口紧靠，这也必然会导致建筑新风质量下降，致使房间内出现饭菜味。

有些严寒地区的的厨房，其排油烟风机位于室外，运行时，机壳内凝结水聚集，停止运行后，机壳内结冰，导致风机再次启动时，不能正常启动。

出现这种情况是因为设计安装时没有要求风道按2％的坡度坡向排烟罩。

另外将排风机设在室内，或在机壳底部设凝结水排水管也可以解决这个问题。

有些厨房送风方式不合理，风直接吹到操作人员的背后，导致操作人员生病。

3 公共厨房设计中的几个原则
厨房操作间不适合采用带回风的空调系统，包括分体空调、商用一拖多空调、风机盘管、带回风的全空气空调系统。

所有这些空调系统空调效果会受厨房油烟的影响，随着时间的推移，空调效果逐渐下降，最终无法起到空调的作用。

一般地，如果厨房操作间需要采用空调系统，可以采用全新风空调系统，否则，可以采用送风排风（油烟）系统。

厨房排油烟系统水平管段尽量短，并按一定坡度坡向排烟罩；排烟道内风速保持在8m/s以上。

排烟系统采取这些措施，是为了减少油烟中油滴在
风道内附着的可能行，避免长时间运行后，风道集聚大量油污，造成排烟效果下降。

厨房应按照使用时间、使用功能划分排油烟系统，避免把使用时间不同、使用功能不同的操作间共用排油烟系统。

在厨房设计中，如果多个厨房操作间共用一个排油烟系统，则运行时有一个操作间使用，就需要开启整个排油烟系统，造成能源浪费。

除了在厨房操作间设排油烟系统外，需要在厨房操作间及其他辅助房间设全面排风系统。

厨房操作间排油烟系统只在烹饪期间开启，平时的通风需要全面排风系统进行换气，同时保证厨房处于负压区。

厨房补风系统需要根据排油烟系统、全面排风系统设置情况进行设计，既要满足厨房排油烟系统的补风需要，又要在排油烟系统不运行期间满足全面通风需要。

一般情况下，可以采取如下方案：空调新风系统和自然补风系统需要满足厨房排油烟系统需要；而空调新风系统单独运行时，满足全面通风需要。

厨房排油烟系统需要设置油烟过滤设备。

根据各地环保部门不同要求，排油烟系统可设置不同过滤效率的油烟过滤设备，如静电油烟过滤器、吸收式油烟分离器、运水烟罩等。

静电油烟过滤器隔油效率为，运水烟罩隔油效率达93%。

设计运水烟罩要考虑运水烟罩的风阻，一般可参考其样本，如果估算，可以取100～150Pa。

厨房排油烟系统一般选用厨房专用轴流风机或电机在机箱外的风机箱。

一般轴流风机在厨房排烟系统中是禁止使用的，这是因为长时间运行，油污会堵塞电机的通风孔，造成电机过热烧毁。

4 公共厨房通风空调设计中需要注意的几个问题
4.1 公共厨房空调负荷计算
现代化宾馆酒店的厨房一般都要求设空调系统，对厨房操作间等场所送冷风，进行温度调节。

为了提高厨房空调效果、降低初投资、运行节能，需要对厨房空调负荷进行准确的分析计算。

空调负荷计算是厨房空调系统设计的基础和前提。

当无具体数据时，可根据手册提供的负荷指标值进行估算。

厨房操作间设计温度：厨房操作间设计温度需要根据宾馆酒店的档次及是否设置空调系统来确定。

对设有中央空调系统的厨房，其操作间夏季设计温度可取28～30℃；冬季室内设计温度可取15℃。

对于只设通风系统的厨房，其操作间夏季设计温度可取35℃；冬季室内设计温度可取15℃。

厨房空调冷负荷主要由炉灶及其他设备空调冷负荷、人员空调冷负荷、照明空调冷负荷、围护结构空调冷负荷组成。

厨房炉灶及其他设备发热量：厨房炉灶发热量需要根据厨具厂家提供的产品资料来确定，当无资料可利用时，可参考有关文献来确定。

厨房用具发散的热量与空调冷负荷的关系，可用式（4.1）和式（4.2）计算：灶具热源为煤气的场合：
Q
c =Q
e
*F1xF2/F3≈0.10Q
e
(4.1)
式中Q
c
－－厨房空调冷负荷，kW；
Q
e
－－厨房设备散热量，kW；
F1－－设备同时使用系数，取0.5；
F2－－设备输入功率中表面辐射热的比例，取0.32； F3－－排风排热系数，取1.6。

灶具热源为使用电及蒸汽的场合：
Q
c =Q
e
xF1x F2≈0.16Q
e
(4.2)
厨房人员空调负荷：可根据空调设计手册按人员空调冷负荷计算。

厨房照明空调负荷：可根据空调设计手册按照明空调冷负荷计算。

围护结构空调负荷：可根据空调设计手册按围护结构空调冷负荷计算。

4.2 公共厨房排风计算
厨房排风可以分为两部分：局部排风、全面排风。

局部排风指通过油烟罩进行的排风，其目的主要是排除烹饪过程中产生的油烟、热量及有害物质。

全面排风指对厨房进行全面的换气，保证厨房的各个房间空气清新，同时使厨房区域处于负压，避免串味。

厨房局部排风（排烟罩排风）的风量计算：厨房排烟罩排风量应按式（4.3）计算，并满足罩口风速大于0.5m/s的条件：
L＝1000P·H（4.3）
式中，L－－排风罩排风量，m3/h；
P－－罩子的周边长（靠墙的边长不计），m；
H－－罩口至灶面的距离，m。

厨房全面排风排风量可以按换气次数计算，可以考虑10-1/h。

厨房工作期间主要使用局部排风系统，厨房工作间歇期间，则开启全面排风系统。

4.3 公共厨房补风量计算：
厨房需要保证负压，因此厨房补风量应小于排风量，并保证厨房负压值在5Pa左右。

一般情况下，厨房补风量按排风量的80～90％计算。

采用中央空调系统的厨房补风一般分为三部分：空调新风、邻室补风及室外自然风补风。

空调新风主要满足厨房降温需要，而自然风补风及邻室补风则主要作为厨房排烟罩排风系统的补风。

空调新风系统的风量主要根据厨房空调冷负荷、送风温差来确定，自然补风补风量则需要根据厨房排风量及空调新风补风量计算。

考虑到厨房排风系统有两种工作状态——厨房局部（排烟罩）排风和厨房全面排风，所以厨房补风系统也考虑适应这两种工作状态。

一般，考虑设双速风机或变频风机来解决这一问题。

4.4 公共厨房送排风口布置
在厨房主副食间一般设有排烟罩及排油烟系统。

自然风补风应布置在排烟罩附近，但为了不影响炉灶燃烧，距排烟罩的距离应不小于0.7m。

此外，为了防止自然风出风直接吹到厨师的后颈，应控制送风口风速，使送风风速在距地面2m处衰减到0.2m/s。

空调新风作为室内空调降温使用，应布置在
远离排烟罩的地方，使得空调新风被排烟罩排出前充分吸收室内热量，达到最佳空调效果。

根据需要，可在灶前布置岗位送风。

此外，作为全面排风的排风口布置时，应远离空调送风口，以免空调新风未充分与室内空气交换，即被排出室外。

其他房间一般设置空调新风送风口、全面排风排风口。

设置原则同厨房内空调新风口与全面排风口的关系。

4.5 新型油烟分离设备介绍：
运水烟罩：采用全自动控制；隔油和隔烟吸味功能高达百分之93及55，能有效解决空气污染及墙壁污染之问题；因洒水系统将烟罩与排气道分隔使风喉能避免火势曼延，因此具备防火功能。

静电油烟净化器：烟气首先需要经过初级高效过滤吸附，然后在高频静电的作用下，使流经其间的经预过滤的油烟气发生电晕，产生大量的高能电子、臭氧等物质。

这些物质与油烟发生电化学作用，荷电的油烟微粒在强电场的作用下，被极板吸附，达到去除油污和去味的目的。

湿式油烟净化器：油烟气进入设备后，在高质量的水雾系统下对油烟中的有害物质进行捕捉，使含油烟气体经充分分离净化后，排入大气。

过滤产生水滴、油滴，经设备的可调节分流装置流入水箱进行水处理。

这种设备除了具有去除油滴、气味的作用，还具有热回收的功效。

机械式油烟净化器：机械式油烟净化器采用蜂巢状多孔性大比表面积结构，使油脂性污染气体在一定速度下，通过惯性碰撞、接触凝聚等作用，将污染物吸咐在固体表面上，使污染物从气体中分离出来，达到油烟净化的目的。

现在有些厂家已经开发出油烟净化与排风结合起来的类似组合式空调机组的油烟净化机组。

油烟净化机组由风机段、高效净化段和消声段三个功能段组合而成，采用机械式除油技术，含油气体经风机油、气分离后，绝大部份油烟得以去除，高效净化段进一步去除气体中含有的微小油颗粒，净化处理后的洁净空气经消声处理后直接排放大气。

5 某大酒店公共厨房通风空调设计
5.1 工程简介
在某大酒店工程一层和二层，设有西餐厅和中餐厅，相应有两个厨房。

底层为西餐厅厨房加共间，建筑面积为262m2，为西餐厅服务；二层为中餐厅厨房加工间，建筑面积为306m2，为二层中餐厅服务。

底层与二层厨房加工间上下位置相对应，层高为4.5m，吊顶下高度为3.0m。

本论文以二层中餐厨房为例，介绍厨房通风空调设计。

其通风空调平面如图5.1所示。

5.2厨房设计参数汇总
室内空气参数：夏季 t=30℃，φ<70%。

冬季 t=15℃
建筑面积：306m2。

餐厅总排风量：35190m3/h（折合换气次数38次/h）。

其中，排烟量25920m3/h，全面排风量9270m3/h。

餐厅总补风量：29910 m3/h。

其中，空调新风：26640m3/h。

自然风补风：3290m3/h。

厨房空调总冷负荷：71kW。

其中，设备冷负荷：57.5kW；
围护结构、人员、照明冷负荷：13.5kW。

=171.4kW。

新风机组冷负荷：Q
l
厨房空调冷负荷指标：560W/m2。

5.3公共厨房使用情况调查
针对本工程公共厨房使用情况，我们在建设单位的配合下作了调查，主要了解下面几个问题：1、厨房正常使用时，局部排风系统的排风量是否合适，在保证排出烟雾的同时，不会造成倒风现象？2、厨房送排风系统、空调系统平时是怎样运行的？3、厨房使用过程中有哪些问题？
通过双方交流及现场查看，建设单位对厨房排风效果及厨房操作间温度均表示满意。

排风量基本满足要求，系统安装完成后，通过调试，各排烟罩口可以保证最小罩口风速0.5m/s。

灶台烹饪时，油烟基本没有外溢。

所以局部排风系统风量风压设计是满足要求的。

各系统的运行管理如下：操作间烹饪时，开局部排风系统（排油烟系统），开全面排风系统，开空调新风系统，开自然补风系统；操作间不烹饪时，关局部排风系统，开全面排风系统，开自然补风系统，温度不能满足使用要求时，开空调系统。

在交流中，建设单位提出的主要问题是：夏季厨房不用时，空调系统不开，室内温度较高，若开空调系统，则风量较大，温度很低，同时因为局部排风系统不开，造成厨房正压，厨房气味散布与之相连的其他房间。

针对建设单位提出的这个问题，我们建议建设单位将新风空调机组改为变频或双速，当局部排风系统不开时，以较小风量运行，当局部排风系统运行时，以设计风量运行。

参考文献
［1］、张虎，公共厨房污染分析及对策，第十届全国暖通空调技术信息网大会论文集，200，1999
［2］、李成武，宾馆饭店的厨房通风设计，暖通空调，1997年第4期，1997
［3］、杨静，宾馆厨房空调通风设计，暖通空调，1998年第1期，1998 ［4］、公共厨房操作间局部送风空调器的应用与研究，卜增文，暖通空调，1998年第1期，1998。