排油煙系統(tǒng)設計：

建筑方案設計階段餐飲落位的策劃：

根據(jù)方案設計階段確定的餐飲區(qū)域，確定餐飲所需井道的位置，設置的原則為：

1）原則上餐飲盡量多布置在頂層，便于排油煙、補風、燃氣等設施的設計與實施；

2）每一層餐飲盡量沿豎向布置，以便于豎向土建管井的布置，同時節(jié)省建筑面積；

3）地下設置的餐飲，應為非燃氣餐飲，且每個餐飲面積較小，可合用一套排油煙系統(tǒng)，并可不設置補風系統(tǒng)；

4）預布置每個區(qū)域餐飲的排油煙井道、補風井道、事故排風井道；

5）堅持每個餐飲鋪位設置一套排油煙系統(tǒng)，受到建筑布局限制，無法實現(xiàn)一鋪一套系統(tǒng)，可多家合用一套排油煙系統(tǒng)（如地下一層的多家小型餐飲可合用一個井道）；

6）沿著樓梯間外延垂直豎向布置土建井道更合理、更方便。

施工圖階段餐飲落位的策劃：

施工圖階段，排油煙井道的設計應結合商管公司和建筑設計對所有餐飲鋪位進行劃分與編號，確定每個餐飲商鋪的面積和編號后，對應設計相應的土建排油煙井道、補風井道、事故排風井道，并在屋頂和每一層相應編寫每個餐飲商鋪對應的排油煙管道，土建井道的設置應和建筑、結構專業(yè)的梁柱樓板相對應，設置的原則為：每個餐飲商鋪的排油煙井道從豎直方向轉到水平方向時，水平管道應在該餐飲的商鋪內穿越，直到進入該餐飲的廚房內，規(guī)避水平排油煙管道進入公共區(qū)域，實在無法避免進入公共區(qū)域的水平管道，設計院應繪制出相應的管道尺寸，并及時與業(yè)主取得認同，并納入到公共區(qū)域綜合管線的范疇。

相關配套設計：

此時應同時考慮燃氣餐飲和電餐飲的落位，確認如下事宜：

1）確定燃氣餐飲的廚房大致位置；

2）哪些餐飲需要設計燃氣，燃氣設計的大致路由；

3）燃氣餐飲增設事故排風路徑；

4）確認上屋面總燃氣立管的位置，及地面調壓箱（鍋爐房調壓箱、餐飲燃氣調壓箱）可能的位置。

5）哪些餐飲采用電，并明確這些餐飲的用電量（W/m2）。

排油煙系統(tǒng)土建管井的面積確定：

1.排油煙系統(tǒng)土建井道

從地下一層到頂層，排油煙土建井道能合用的盡量合用，土建井道內可根據(jù)每個餐飲商鋪計算的金屬排油煙井道面積合理分配它們所占據(jù)的空間。

2.補風系統(tǒng)排油煙井道

補風井道擬靠近排油煙井道布置，設置原則是每個補風系統(tǒng)和每套排油煙系統(tǒng)一一對應。

3.燃氣餐飲事故排風井道

燃氣餐飲事故排風井道可以合用設置：即可設置一個豎向井道，在此豎向范圍內的燃氣餐飲可共用此土建井道，通過此豎向井道將泄漏燃氣排至屋面，井道尺寸按照此豎向范圍內的最大餐飲事故排風量確定其井道尺寸。

排油煙系統(tǒng)的設計：

1.出售商鋪油煙凈化系統(tǒng)的設計原則：出售的商鋪一般面積不大，擬采用合用系統(tǒng)，且不設計補風。

2.出租商鋪油煙凈化系統(tǒng)的設計原則：出租商鋪面積大小不等，擬采用一鋪一排油煙系統(tǒng)，大于100m2

的餐飲商鋪應設置補風系統(tǒng)，燃氣餐飲需設置事故排風系統(tǒng)。

3.排油煙系統(tǒng)風量的計算規(guī)則：

1）在招商尚未進行時，擬按照餐飲商鋪面積的20-30%確定廚房面積，按照換氣次數(shù)對排油煙量進行估算確定，計算高度依據(jù)板下凈高來確定。對于輕型餐飲按照≥40次/h換氣次數(shù)計算，對于重餐飲，按照≥60次/h計算。各類餐飲單位廚房排油煙風量及管道、凈化設備占用面積如下表：

A01中餐類（含火鍋、中快餐）

A02西式快餐

A03茶點、咖啡廳

每店4000-8000m3/h排油煙量，推薦排油煙管道面積0.1-0.25m2，預留凈化設備面積3-5m2。

選擇風機時，計算風量×1.1確定最終風機風量，排油煙風機選型公式為：

G1≥（40-60）×S×h

其中S為廚房面積m2；h為廚房結構板下凈高；G1為排油煙風機的排風量m3/h。

2）水平管路風速按照8-10m/s計算，垂直管道風速按照≤12m/s計算。靜電油煙處理設備通過風速控制在2.5m/s，如設置消聲器，消聲器（阻力按照50Pa計算）通過風速控制在≤7m/s。

3）現(xiàn)代商業(yè)屋面較復雜，本身有高低差，有運動活動場地、屋面鋼架、綠化地面，設備繁多：一般有冷卻塔、風冷VRV外機、冷庫外機、排風風機、排煙風機、新風機組、全熱交換新風機組、太陽能集熱板、消防及太陽能水箱、強弱電橋架、燃氣管道等。屋面防水工程一直是建筑質量驗收的重中之重，油煙凈化設備及風機應提前考慮布置，距離目標敏感設備設施（新風機組、冷卻塔、VRV外機）應≥10m間距布置，且布置在靠屋面女兒墻位置為佳，排風口應向高空排放；

4.排油煙系統(tǒng)風機全壓的計算規(guī)則：

1）選擇某特定餐飲的廚房，按照該廚房位于屋頂風機最遠端，靠近外墻且最不利處為廚房煙罩最不利處來計算。

2）排油煙風機的全壓控制在400-950Pa為宜。

3）排油煙系統(tǒng)風機全壓的估算：?P=?pm×（1+k）×L+?P1+?P2

其中：

L--風管總長度，指從最不利煙罩點至屋面風機出口直至屋面排油煙口的總長度；

k--管網(wǎng)局部阻力和沿程阻力的比值；彎頭和配件阻力較少時，k=1.5；較多時k=2.5；

?pm--單位長度風管沿程壓力損失，根據(jù)假定流速法，先初選風管尺寸，風管尺寸確定后，根據(jù)實際流速、風管尺寸選定；

?P1--油煙凈化器的阻力（根據(jù)目前市場上的油煙凈化器一般取100Pa）；

?P2--消聲器的局部阻力（一般取50Pa）；

按此公式計算出的風機全壓一般少許偏大，抽力偏大對提高排油煙系統(tǒng)凈化效果有利。

5.排油煙系統(tǒng)油煙凈化器的選型原則：

油煙凈化器的通過風量按照排油煙風機風量適配，油煙凈化器的阻力控制在≤100Pa。

6.補風系統(tǒng)的設計計算原則：

補風機的風量取排油煙風機風量的80-90%，補風管道內的風速控制在≤8m/s，補風機的全壓按照補風能送入廚房為準。補風風機的計算公式為：

G2=1.1×（80-90%）×G1

7.燃氣餐飲商鋪事故排風系統(tǒng)的設計原則：

1）事故排風應和排油煙及補風系統(tǒng)同步設計，通過用井道排至屋面。事故排風量就計算如下：G3≥12×s×h

其中s為廚房面積m2；h為廚房結構板下凈高；G3為事故排風風機的事故排風量m3

/h。風管風速控制在≤15m/s，吸風口速度控制在≤10m/s。

2）事先未考慮事故排風或改造項目，可通過以下方式提供事故排風的路由：

8.排油煙系統(tǒng)材質的規(guī)定：

1）排油煙風機須采用外置電機風機；事故排風風機采用防爆電機；排油煙風機、補風風機優(yōu)先采用離心式風機箱，風機采用國產優(yōu)質產品；

2）油煙凈化器采用高壓靜電模塊式，凈化效率達到冷卻多普勒效率＞93%，排放濃度＜2mg/m3，排放時目測無煙；

油煙凈化器表面風速≯2.5m/s；

靜電油煙凈化器的本身阻力≯100Pa；

電離與收集器為獨立結構，電離器為不銹鋼材質，收集器為鋁合金構建，收集器極板的間距不大于8.6mm；

以保證收集面積；每層收集構建都有獨立的排污盤，以免污物溢流到下層收集組件表面；

電離器與收集器作為獨立的單元能清洗與替換；

為有效過濾油煙與氣味粒子，每個配電盒至少能提供12KV電壓，給收集器提供6KV電壓；

電離與收集組建須有高電壓彈簧繼電器，并需手動開啟，維修時易于拆卸；

設備提供樓宇控制系統(tǒng)的連接點，包括遠程啟停、工作狀態(tài)顯示，故障報警等；

3）風管材質的規(guī)定：

高檔優(yōu)質項目管井內的垂直管道、屋面管道采用采用奧氏體307不銹鋼或奧氏體304不銹鋼，一般項目管井內的垂直管道、屋面管道采用奧氏體201不銹鋼，不銹鋼風管管材采用≥1.5mm厚，連接方式采用手工鎢極氬弧焊。水平方向的風管采用鍍鋅鐵皮制作。

9.排油煙系統(tǒng)的配電

1）合用排油煙系統(tǒng)的餐飲，從屋面公共動力箱配電；

2）每個餐飲商鋪獨立排油煙系統(tǒng)的餐飲，從該商鋪自用配電箱取電。

10.排油煙系統(tǒng)的控制

1）合用排油煙系統(tǒng)的餐飲，應設計屋面遠程集中控制系統(tǒng)，遠程控制排油煙系統(tǒng)的啟停；

2）獨立排油煙的餐飲，從該商鋪自用配電箱的開關柜自行控制各自的設備啟停。

11.風管施工及屋面設備基礎的實施

1）應趕在土建分包砌筑風井前，合理安排排油煙風管的施工，避免墻體事先砌筑造成不必要的返工。

2）在屋面防水保溫實施之前，需事先確定好所有屋面排油煙設施的設備的設計，并及時提供給土建施工單位付諸實施，設備基礎的設計應具有通用性，以應對可能的設備變更；

3）排油煙風機、補風風機、事故排風風機（如有）、油煙凈化器風機、消聲器（如有）均應設置設備基礎。

12.餐飲區(qū)風量的平衡

在商家入駐，排油煙系統(tǒng)已經(jīng)實施，通電后，開啟排油煙風機和補風風機，采用風速儀，測試廚房門口風速≤1m/s判定為系統(tǒng)設置合理。為避免整個商業(yè)風量平衡失衡，應監(jiān)督餐飲商鋪在廚房作業(yè)時，開啟補風系統(tǒng)。

商用廚房室內通風空調設計：

餐飲業(yè)餐館、飲食店和食堂的廚房根據(jù)性質大致分為以下若干類：中餐廚房、西餐廚房、員工食堂廚房及美食廣場廚房等。中餐廚房烹飪溫度高，油煙多，污染嚴重；員工食堂油煙量大，而且集中；美食廣場油煙較少，比較分散；西餐廚房油煙相對少些。中餐廚房對送排風要求是最高的。

商用廚房設備一般以厚度為 0.5～1.5mm 的不銹鋼 304 板為主材制作，主要產品有各種爐灶，星盆(水池)，蒸飯箱（車），工作臺，工作柜，保溫臺柜，四層貨架，油網(wǎng)煙罩，運水煙罩，通風管道等。還包括各種進口或國產的西餐設備，吧臺設備,冰箱，熱水器，消毒柜，洗碗機，烤箱，制冰機，咖啡機，攪拌機等。

各廚房根據(jù)具體經(jīng)營性質及協(xié)作組合關系等的實際需要，有選擇性地加以設置主食品倉庫、副食品倉庫、冷庫、檢驗室、粗加工間、切配間、烹飪間、蒸飯間（主食加工）、面點間、備餐間、冷菜間、燒臘間和洗碗間等各功能間。

1.廚房主要功能間的特點和具體通風需求

廚房各功能間的特點和具體通風需求見表1所示。從中可以看出：廚房的烹飪間、面點間、蒸煮間、洗碗間、燒臘間是油煙和蒸汽產生的重點區(qū)域。

烹飪間作為商用廚房的核心部分，是進行炒、炸、煎、烹烤等烹飪活動的主要場所，會產生大量烹調油煙和散發(fā)大量熱量，是廚房污染物的集中產出區(qū)，污染物的排放是最嚴重的,需通過油煙凈化器處理后方可排放到大氣中，室內熱舒適性和空氣質量品質也是最差的。燒臘間的烤鴨爐、烤豬爐和面點間的烤箱、小炒爐等，這些設備也會產通過產生大量的油煙污染物和熱量輻射。另外蒸煮間的蒸爐和蒸飯車及洗碗間的洗碗機等則會產生大量的蒸汽和熱量，需要及時排出，但因油煙較少，可以不必配置油煙凈化器。

2.商用廚房通風的主要組成部分

中餐廚房污染嚴重、環(huán)境惡劣，除了油煙的嚴重威脅外，還有灶火高溫輻射的侵害。這都直接影響到工業(yè)人員的情緒，進而影響烹調質量和工作效率。1996年 Wyon調研分析指出，廚房溫度每高出熱舒適溫度5.5℃，工作效率就將下降高達 30%。即如果在恰好達到熱舒適的廚房環(huán)境中一定時間完成某項工作需要7 個人，則當廚房溫度升高5.5℃后，就需要多出3個人來在同樣時間完成同樣的工作。所以廚房通風系統(tǒng)、油煙凈化效果的好壞也直接關系到社會效益及餐飲業(yè)公司企業(yè)的經(jīng)濟效益。

如圖6所示，廚房中所有灶具釋放的熱量都以輻射和對流的方式傳至廚房空間。廚房油煙和高溫空氣通過排煙罩，乃至整個排風系統(tǒng)排至廚房外，廚房形成負壓，同時就需要室外的空氣再補充進來，該部分空氣的來源有三方面：空調送風（supply air）、鄰室餐廳滲透補風（transfer air）和室外自然風補風（makeup air）。所以，廚房通風系統(tǒng)總的來說分為送風系統(tǒng)和排風系統(tǒng)兩大部分。夏季，室外自然補風溫度會很高，排煙罩可能會由于各種原因不能很有效地收集油煙和高溫空氣，出于節(jié)能考慮，空調負荷的設計經(jīng)常會出現(xiàn)偏小的情況，再加上所有熱源輻射出的熱量，最終廚房會很容易常處于過熱狀態(tài)。所以廚房通風方式的設計、通風設計相關參數(shù)計算的準確與否等非常關鍵，直接決定了廚房的熱舒適性。

圖6 餐飲業(yè)典型廚房的通風示意圖

商用廚房送風系統(tǒng)：

（1）室外自然風補風（也稱為室外新風）

室外新風通過送風柜或送風機經(jīng)風管直接送入廚房的各個功能區(qū)域，起到補風作用。風柜或風機前安裝新風過濾器，風管需設 70 ℃熔斷防火閥，并安裝風量調節(jié)閥。

（2）鄰室餐廳滲透補風

在廚房負壓作用下，室外和鄰室餐廳的氣流會通過門窗或縫隙自然進入廚房。

（3）空調送風

空調風來源于新風機組或組合式空調器，作用有：改善廚師工作崗位空氣質量；調節(jié)廚房溫度；同時也起到補風作用。送風位置根據(jù)廚房具體情況合理布置。

在廚房通風空調系統(tǒng)設計過程中，室外和鄰室餐廳滲透補風常被省略，一般影響不大，所以廚房送風系統(tǒng)通常被認為是：室外新風+空調送風。

表2 和表3為《飲食建筑設計規(guī)范》（JGJ64-2017）的規(guī)定。

表2 供暖房間室內設計溫度

表3 空調房間室內設計參數(shù)

5.2.3 供暖通風及空氣調節(jié)系統(tǒng)的設計應符合下列規(guī)定：

6 空調及機械送風系統(tǒng)應設空氣過濾裝置，送風系統(tǒng)過濾器對大于或等于2μm的大氣塵計數(shù)效率不應低于50％，空調系統(tǒng)終極過濾器對于大于或等于0.5μm的大氣塵計數(shù)效率不應低于40％；

8 廚房專間空調應獨立設置。

5.2.4 廚房區(qū)域應設通風系統(tǒng)，其設計應符合下列規(guī)定：

1 除廚房專間外的廚房區(qū)域加工制作區(qū)(間)的空氣壓力應維持負壓，房間負壓值宜為5Pa～10Pa，以防止油煙等污染餐廳及公共區(qū)域；

2 熱加工區(qū)(間)宜采用機械排風，當措施可靠時，也可采用出屋面的排風豎井或設有擋風板的天窗等有效自然通風措施；

3 產生油煙的設備，應設機械排風系統(tǒng)，且應設油煙凈化裝置，排放的氣體應滿足國家有關排放標準的要求，排油煙系統(tǒng)不應采用土建風道；

4 產生大量蒸汽的設備，應設機械排風系統(tǒng)，且應有防止結露或凝結水排放的措施；

5 設有風冷式冷藏設備的房間應設通風系統(tǒng)，通風量應滿足設備排熱的要求；

6 廚房區(qū)域加工制作區(qū)(間)宜設崗位送風，夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)夏季的送風溫度不宜高于26℃，嚴寒和寒冷地區(qū)冬季的送風溫度不宜低于20℃。

商用廚房排風系統(tǒng)：

商用廚房排風系統(tǒng)的基本原理如圖7所示。具體組成包括以下四部分：

(1)脫排煙罩（也稱為集煙罩）

脫排煙罩分為運水煙罩、油網(wǎng)煙罩、集氣罩等，如圖8。脫排煙罩應根據(jù)廚房工藝要求統(tǒng)一考慮，根據(jù)爐灶或烤箱等設備的擺放位置來進行合理設計和制作。煙罩一般用厚度為 1.0~1.5mm 不銹鋼 304 板材制作。

油網(wǎng)煙罩內設置油煙過濾網(wǎng)，可拆卸、清洗和更換。油網(wǎng)煙罩含有送崗位新風的和不送崗位新風兩種，是目前廚房配置中較為簡單、經(jīng)濟和常用的油煙捕集設備。它是將廚房中爐灶燃燒產生的油煙通過油煙凈化器、抽油煙機排后到室外。這種煙罩雖經(jīng)濟實用，但不利于消防環(huán)保和衛(wèi)生達標要求，且時間一長就出現(xiàn)油煙管道和煙罩內積油過多，影響排油煙效果、衛(wèi)生難以清理。

集氣罩主要用于蒸飯間和洗碗間，將由蒸飯車，洗碗機等設備產生的蒸汽通過風機直接排放到室外，一般不必配置凈化器。

運水煙罩是將脫排煙罩和油煙凈化裝置集于一體，采用液體洗滌法的油煙凈化方法，能有效解決油煙污染問題，并具備防火功能的一種集煙罩，近些年應用逐漸廣泛。

（2）風管、變徑管（也稱為排風管道）

排風管道最好采用厚 0.5~2.0mm不銹鋼 304 或201板制作，其次是鍍鋅板（白鐵皮）和土建磚砌。如采用鍍鋅板制作，應在排油煙風管內外表面刷防銹底漆兩遍，再在內表面刷耐酸漆兩遍，外表面刷灰色磁漆兩遍。

水平排風風道要有2%以上的坡度坡向煙罩，水平管道末端采用活法蘭連接，以便拆卸清理油煙污垢。排氣筒出段的長度至少應有4.5倍直徑（或當量直徑） 的平直管段，其朝向應避開受影響的建筑物。

（3）抽油煙機

主要有廚房專用的低噪音風柜（圖9-1），混流風機，離心風機和軸流風機等，

（4）油煙凈化器

油煙凈化主要有慣性分離法，洗滌法，過濾法，靜電沉積法以及以上兩種或以上合并在一起的復合法。靜電沉積法是利用電場使油霧顆粒荷電，并在電場力作用下被收集到極板上，從而得到凈化。過濾法有濾布過濾和纖維過濾。洗滌法是用吸收液吸收煙氣中的污染物，通過氣液接觸使污染物從氣相向液相轉移。能克服油滴粘性，長期穩(wěn)定運行。目前，靜電油煙凈化器(圖9-2)在國內采用比較普遍。

排放油煙的飲食業(yè)單位必須安裝油煙凈化設施，并保證操作期間按要求運行。

油煙無組織排放視同超標。飲食業(yè)油煙的最高允許排放濃度和油煙凈化設施最

低去除效率按表5的規(guī)定執(zhí)行。

表5 飲食業(yè)油煙的最高允許排放濃度和油煙凈化設施最低去除效率

（5）通風系統(tǒng)常用輔助設備

常用的輔助設備主要有防火閥(圖10-1)、消音器(圖10-2)、風量調節(jié)閥（圖10-3）、減震器、風口、風帽等。

廚房送排風系統(tǒng)的主要形式：

廚房的各加工間應處理好通風排氣，并應防止廚房油煙污染餐廳。熱加工間應采取機械排風，不具備機械排風時，應設置出屋面的排風豎井或設有擋風板的天窗等有效自然通風措施。

餐飲業(yè)廚房送排風系統(tǒng)的通風形式具體表現(xiàn)為表6所示的四種。

表6 廚房送排風系統(tǒng)的通風形式

商用廚房通風系統(tǒng)的設計：

1.混合通風設計的原理和基本方法

目前商用廚房的通風系統(tǒng)大多采用混合通風 MV（Mixing Ventilation）方式，這是傳統(tǒng)的氣流組織形式，其以稀釋理論為基礎，氣流組織大多為上送上回。混合通風方式氣流組織原理如圖11所示。將一定量處理過的空氣由設在房間上部的送風口送入，基于射流原理新鮮空氣在整個房間內回旋運動，廚房內的渾濁空氣充分混合，并通過排風口將部分污染物排出室外，最終形成了與排風狀態(tài)接近的室內空氣環(huán)境，因此也可稱其為稀釋通風。從混合通風的原理可知，其污染物排放效率有限。在實際工程應用中，由于送風位置、送風方式、送風比例、操作區(qū)風速等的設計不合理諸多因素，造成室內污染物排放效率較低，廚房工作人員工作環(huán)境惡劣，因而有必要對該種通風方式進行系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)設計的最優(yōu)化，以盡可能從設計的角度來進一步提高廚房室內污染物排放效率，改善工作人員的工作環(huán)境。

同時，商用廚房獨特的建筑室內環(huán)境，在設計過程中，不同的烹調方式對環(huán)境質量的要求自然不同。表7為國內外餐飲業(yè)廚房空調設計標準。從表7中可以看出，國內外在商用廚房建筑暖通空調設計上使用的設計標準有些差異，這是由于各地區(qū)氣候條件不同，人對熱環(huán)境的要求與可接受性也不同，因而各自對應的適用范圍有一定差別。

2.置換通風基本原理和相關設計

（1）置換通風基本原理及特點

雖然良好的設計可以從一定程度上改進廚房混合通風的效率，但由于混合通風原理如前所述自身的一些局限性，有必要對廚房通風系統(tǒng)做進一步研究，探索適合廚房的新的通風方式。其中，置換通風方式以其良好的熱舒適性、優(yōu)良的空氣品質和明顯的節(jié)能效果于近些年日益受到設計人員和業(yè)主的關注，并在很多建筑領域得到廣泛的應用。

置換通風是一種污染物排放效率高的通風方式，其氣流組織原理及流態(tài)如圖12 所示。新鮮空氣以極低的流速從房間下部的置換通風器流出，通常送風溫度低于室溫 2~4℃。送風的密度大于室內空氣的密度，在重力作用下送風下沉到地面并蔓延到全室。地板上形成一薄薄的冷空氣層稱之為空氣湖。空氣湖中的新鮮空氣受熱源上升氣流的卷吸作用、后續(xù)新風的推動作用及排風口的抽吸作用而緩慢上升，形成類似活塞流的向上單向流動，因此室內熱濁的空氣被后續(xù)的新鮮空氣抬升到房間頂部并被設置在上部的排風口所排出。

這種通風形式不再完全受送風的動量控制而主要受熱源的熱浮升力作用，熱污染源形成的煙羽因密度低于周圍空氣而上升。煙羽沿程不斷卷吸周圍空氣并流向頂部。如果煙羽流量在近頂棚處大于送風量，根據(jù)連續(xù)性原理，必將有一部分熱濁氣流下降返回。因此在頂部形成一個熱濁空氣層。根據(jù)連續(xù)性原理，在任一個標高平面上的上升氣流流量Qp等于送風量Qs與回返氣流流量 Qr之和。因此必 將在某一個平面上煙羽流量Qp正好等于送風量Qs，在該平面上回返空氣量等于 零。在穩(wěn)定狀態(tài)時，這個界面將室內空氣在流態(tài)上分成兩個區(qū)域，即上部紊流混合區(qū)和下部單向流動清潔區(qū)。空氣溫度場和濃度場在這兩個區(qū)域有非常明顯的不同特性，下部單向流動區(qū)存在一明顯垂直溫度梯度和濃度梯度，而上部紊流混合區(qū)溫度場和濃度場則比較均勻，接近排風的溫度和污染物濃度。因此，從理論上講，只要保證分層高度在工作區(qū)以上，首先由于送風速度極小且送風紊流度低，即可保證在工作區(qū)大部分區(qū)域風速低于0.15m/s，不產生吹風感；其次，新鮮清潔空氣直接送入工作區(qū)，先經(jīng)過人體，這樣就可以保證人體處于一個相對清潔的空氣環(huán)境中，從而有效地提高了工作區(qū)的空氣品質。而上部區(qū)域空氣中污染物濃度可以超過工作區(qū)的容許濃度，從而對人體無妨，見圖13所示。

另外，該通風方式，室內無交叉氣流，排風罩也能更有效地捕捉油煙氣，以提供更好的室內空氣品質。

置換通風與混合通風方式比較：

置換通風與混合通風方式在通風原理上有本質區(qū)別，因此在設計目標、氣流動力、氣流分布特性、技術措施等方面存在一系列差異。兩種通風方式的系統(tǒng)比較如表8所示。

置換通風方式優(yōu)于傳統(tǒng)混合通風。混合通風方式工作區(qū)紊流強度較高，存在吹風危險，而置換通風工作區(qū)紊流強度較低，從而降低了吹風危險。在將置換通風引入廚房通風系統(tǒng)后，廚房工作人員的熱舒適性及所呼吸到的空氣質量也將大大改善，如圖14所示。置換通風為側下送風，室內氣流分布存在垂直溫差，呈下冷上熱趨勢，會引起人足踝處不適，有吹冷風感。設計時候要控制溫度場、速度場以避免該問題。

（2）送風溫度設計

傳統(tǒng)混合通風在廚房設計時送風溫差需要8℃~10℃，而置換通風送風溫度不能過低。若送風溫差過大，當廚房工作人員在風口附近工作時，就會感到不適。由于置換通風的送風溫度有所提高，就可以考慮將送風口位置設計在臨近廚房操作區(qū)，一方面直接把新鮮空氣送入工作人員附近；另一方面，送風溫度的提高使得制冷機組內制冷劑的蒸發(fā)溫度升高，增加了單位制冷量，制冷機組制冷效率隨之增大，運行效率得到提高。

因此，置換通風送風溫度的提高不但可以改善廚房室內環(huán)境，還能夠降低系統(tǒng)運行能耗。

（3）通風氣流效果設計

置換通風進入廚房的送風氣流流動類似活塞流，整個房間存在溫度和污染物濃度梯度，室內氣流由此分為下部單向流動區(qū)和上部混合區(qū)。廚房置換通風與混合通風室內氣流分布如圖15所示。

從圖15中可以看出，傳統(tǒng)混合通風廚房室內氣流分布紊亂、污染物彌漫于整個空間。而置換通風是將廚房內的污染物和余熱置換于人員操作區(qū)之上，使得廚房人員的呼吸區(qū)域處于新風的良好環(huán)境中。因此，與混合通風比，采用置換通風方式能夠為廚房工作人員操作區(qū)提供更好的氣流分布形式以提高空氣品質。

（4）負荷計算

商用廚房的功能分區(qū)大致為儲藏區(qū)、初加工區(qū)、加工切配區(qū)、烹飪區(qū)、面點區(qū)、備餐區(qū)和洗碗?yún)^(qū)等等，且每個區(qū)域都有相應的設施設備。烹調區(qū)是餐飲業(yè)廚房的核心區(qū)域，一般配置爐灶、調理臺、冰箱、星盆和包括脫排油煙罩在內的通風排煙裝置等等。商用廚房室內熱源散熱主要有：烹飪灶臺區(qū)和室內工作人員、照明以及制冷和制熱等輔助設備的散熱。

傳統(tǒng)混合通風在負荷計算時是以整個廚房空間為設計對象，計算負荷大。置換通風技術僅以廚房工作人員的操作區(qū)為主要對象，只需考慮保證工作人員頭部呼吸帶范圍的舒適性，滿足該區(qū)域的要求即可。通常商用廚房排煙罩高約2.0m， 灶臺高一般為0.8m，加上爐圍和鍋的高度后約為0.95m，廚師為男性較多，平均身高為1.75m。因此，設計時將灶臺與排風罩0.95m~2.0m之間的區(qū)域作為置換通風設計時的工作區(qū)范圍，見圖16。

圖16

廚房間室內總負荷計算為：Q=ΣQi+Hi+Qp+Qk+Qf+Qs+Ql+Hair

式中，Q為室內總負荷；Qp、Qk、Qf分別表示人體、廚房設備和飯菜散熱形成的負荷；Qs、Ql分別表示圍護結構和照明散熱形成的負荷，在置換通風設計中代表其散發(fā)至廚房工作人員操作區(qū)的負荷；Hair為室內空氣與新風的焓差。顯然，兩種通風設計時人體Qp、廚房設備Qk及飯菜Qf的散熱形成的負荷相同，但是在置換通風設計中，圍護結構和照明的散熱Qs和Ql僅需計算散發(fā)輻射到工作區(qū)的部分。若以上標“×”表示置換通風數(shù)值，則Q*s＜Qs，Q*l＜Ql，另外，置換通風送風溫差小于混合通風，也即H*air＜Hair。因而，置換通風計算室內負荷小于混合通風，即Q*＜Q，這也是置換通風節(jié)能的一項關鍵因素。

（5）置換通風器的選型和安裝布置

在置換通風設計過程中，作為關鍵設備的置換通風末端裝置——置換通風器的選型和布置直接影響置換通風效果。其選型主要是以出口風速為關鍵指標：

① 工業(yè)建筑，出口風速v取0.5 m/s；

② 高級辦公室，出口風速v取0.2 m/s；

根據(jù)廚房工作特點分析，其出口風速v可在0.3m/s附近取值。一般根據(jù)送風量和出口風速v=0.2~0.5 m/s確定置換通風器的數(shù)量。

置換通風的出口風速低，送風溫差小的特點導致置換通風系統(tǒng)的送風量大，置換通風器體積相對來說也較大。其結構通常有圓柱型、半圓柱型、1/4圓柱型、扁平型及壁型5種，如圖17所示。

圖17

置換通風器的布置，原則上要考慮以下因素：

① 置換通風器附近不應該出現(xiàn)大的障礙物；

② 置換通風器宜靠外墻或外窗；

③ 圓柱形置換通風器可布置在房間中部；

④ 冷負荷高時，宜布置多個置換通風器；

⑤ 置換通風器布置應與室內空間協(xié)調。

通常在民用建筑中置換通風器均為落地安裝，如圖18（a）所示。當某地高級辦公大樓采用夾層地板時，置換通風器也可在地面上，見圖18（b）。在工業(yè)廠房中由于地面上有機械設備及產品零件的運輸，置換通風器可架空布置， 如圖18（c）所示。地平安裝時置換通風器的作用是將出口空氣向地面擴散，使其形成空氣湖。架空安裝時該置換通風器的作用是引導出口空氣下降到地面，然后再擴散到全室并形成空氣湖。落地安裝是使用得最廣泛的一種形式。1/4圓柱型可布置在墻角內，易與建筑配合；半圓柱型及扁平型用于靠墻安裝；圓柱型用于大風量的場合并可布置在房間的中央。廚房間可根據(jù)實際空間情況，選擇落地安裝或架空布置，其中圖18（b）中則為架空安裝。

圖18