一种基于关键技术指标的分阶段商业厨房排风量计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于关键技术指标的分阶段商业厨房排风量计算方法，属于商业厨房通风系统设计领域，具体为一种基于通风设计标准与商业厨房实际布局现状统筹分析提出创新关键技术指标的、适于各个设计阶段的商业厨房排风量计算方法。技术方案为：扩初阶段依据换气次数指标计算排风量；施工图阶段灶具数量未知，采用换气次数指标计算排风量，灶具数量已知，依据单位灶具排风量指标计算排风量；施工图深化阶段若厨房工艺公司介入，依据单位灶具发热量排风量指标和排烟罩罩口平均风速指标计算排风量。本发明专利技术解决了设计过程中由于厨房工艺公司介入滞后、无法准确计算排风量的问题，同时为我国制定专门的商业厨房通风系统设计标准提供借鉴。

【技术实现步骤摘要】
一种基于关键技术指标的分阶段商业厨房排风量计算方法
本专利技术属于商业厨房通风系统设计领域，具体为一种基于通风设计标准与商业厨房实际布局现状统筹分析提出创新关键技术指标的、适于各个设计阶段的商业厨房排风量计算方法。
技术介绍
以爆炒、煎炸为特点的中式烹饪在操作过程中会产生大量的热、湿以及油烟污染物。尤其是在商业厨房中，烹饪设备密集、烹饪方式多样、烹饪量大，使得商业厨房产生的热、湿及油烟污染物含量更高，进而影响降低烹调质量、降低厨师工作效率，甚至危害人体健康。厨房通风系统的设计对提升厨房室内空气品质和人员舒适度起着决定性作用。据此，美国和欧洲部分国家已有专门针对商业厨房通风系统设计的标准，如美国采暖、制冷与空调工程师学会制定的标准ASHRAEStandard154“VentilationforCommercialCookingOperations”[1]、欧洲标准委员会制定的标准BSEN16282“Equipmentforcommercialkitchen-componentsforventilationincommercialkitchens”[2]、德国工程师协会制订的标准VDI2052“Ventilationequipmentforkitchens”[3]，从室内参数要求、气流组织、风量计算方法等方面制定和提供了全面的、系统的设计目标和设计方法。但国内目前暂无专门指导商业厨房通风系统设计的标准，只是在通用的标准JSCS-2009《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调、动力》[4]、JGJ64-2017《饮食建筑设计标准》[5]中作为一小节出现，与商业厨房通风系统设计的广泛性、迫切性、专门性需求相冲突。国外相关标准规范虽多，但不同国家饮食习惯不同，食物种类、烹饪方式、灶具类型均有差异，导致商业厨房内热湿环境及烹饪污染物情况不同，使得我国商业厨房排油烟系统设计不能完全照搬国外标准中的设计方法。排风量是通风系统设计的一个关键控制参数。排风量增大，可以在一定程度上改善厨房室内环境质量，但排风量过大会降低净化效率并增大系统能耗。国内外标准中有很多商业厨房排风量的计算方法，如美国标准ASHRAEStandard154和欧洲标准BSEN16282中的热羽流计算法，我国技措中的排烟罩面积计算法和换气次数法等。热羽流计算法是依据烹饪过程产生的热羽流量，并考虑热羽流上升过程卷吸气流得到的排风量；排烟罩面积计算法对罩口断面的最小平均风速提出要求，并令其乘以罩口断面面积，得到排风量；换气次数法则是通过对厨房的每小时换气次数提出要求，进而计算排风量。然而，现有的排风量计算方法却存在以下两方面问题：一方面，各方法的技术指标不一致，导致不同方法计算同一厨房得到的排风量有较大差别。另一方面，各标准的排风量计算公式中所涉参数较多，一些参数并不能在设计的任意阶段得到，在何时采用何方法最佳并未可知。在实际工程中，厨房的通风系统通常由设计院完成施工图设计，后期由厨房工艺公司进行深化并安装。施工图设计阶段，由于厨房工艺尚不明确、厨房内部布局尚未可知，设计人员处在被动状态，排风量的计算往往不尽合理，致使预留的安装条件、井道大小等较为粗放，后期厨房工艺公司介入后，跟设计院缺乏充分的沟通，加之预留条件已相对固定、调整不便，按“将就”、“凑合”的思路完成厨房布置，往往造成商业通风系统运行效果并不理想，通风排油烟效果不佳、厨房内工作环境不佳、厨房与其他功能房间串味等现象。因此排风量的准确计算在设计的各个阶段都十分重要。若能在各阶段均能做到最大限度的准确计算排风量，那将对商业厨房设计和运行作出重大贡献。
技术实现思路
本专利旨在提供一种基于商业厨房实际布局现状与通风设计标准统筹分析提出创新关键技术指标的、适于各个设计阶段的商业厨房排风量计算方法，解决设计过程中由于厨房工艺公司介入滞后、无法准确计算排风量的问题，同时为我国制定专门的商业厨房通风系统设计标准提供借鉴。为实现上述目的，本专利提供一种基于关键技术指标的分阶段商业厨房排风量计算方法，对应不同的设计阶段，流程图如图1所示。技术方案如下：所述设计阶段分为扩初阶段、施工图阶段和施工图深化阶段。扩初阶段仅了解厨房的面积和层高信息，厨房内部具体情况未知；施工图阶段可能进一步获得大致的灶具数量；施工图深化阶段如若厨房工艺公司介入，将完成灶具选型，能够获得灶具发热量信息，甚至完成排烟罩的选型。本专利提出的关键技术指标包括：换气次数指标60次/h、单位面积发热量指标3kW/m2、单位灶具排风量指标1300m3/h、单位灶具发热量排风量指标72m3/(h·kW)、罩口平均风速指标0.35m/s。所述关键技术指标具体数值的提出过程如下：(1)总结出国内外商业厨房通风标准中排风量的计算方法，进一步归纳出各方法的关键指标；(2)结合对天津市39个商业厨房的调研数据，利用统计分析软件SPSS建立各方法的多元回归模型，得出影响排风量的关键因素；(3)采用各方法计算调研的39个商业厨房的排风量，并求出各方法对应指标的数值；(4)分析调研数据，得出商业厨房内部布局现状的普遍规律，据此建立典型商业厨房模型(厨房面积50m2、灶具数量7个)；(5)利用ANSYSFLUENT软件对典型商业厨房进行不同排风量下的数值模拟，验证各方法对应指标的数值合理性。关键技术指标的详细说明如下：所述换气次数指标用于商业厨房扩初阶段的排风量计算。我国技措中规定中餐馆的换气次数取60次/h，采用该换气次数计算的排风量对典型商业厨房进行模拟研究，发现此时厨房通风效果良好，故换气次数指标取60次/h。利用换气次数指标和其他排风量计算方法计算调研的39个商业厨房排风量时发现，当灶具放热量/厨房面积＞3kW/m2时，采用换气次数指标计算的排风量总是小于采用美国标准ASHRAEStandard154中热羽流计算法的排风量，如图2。据此对灶具数量和厨房规模，创新性的提出综合单位面积发热量指标，该指标＞3kW/m2时，采用换气次数指标得到的排风量应该再乘以一个系数，取调研厨房中灶具放热量/厨房面积＞3kW/m2时热羽流计算法排风量/换气次数指标排风量的平均值，为2。所述单位灶具排风量指标用于商业厨房施工图阶段的排风量计算。我国技措规定单个灶具的排风量为2000m3/h，但对典型商业厨房的模拟研究证明，单个灶具的排风量为1300m3/h时，室内通风效果良好，故从通风效果和降低能耗两方面考虑提出单位灶具排风量指标，其值为1300m3/h。所述单位灶具发热量排风量指标用于商业厨房施工图深化阶段。该指标的提出启发于美国、欧盟和德国标准[1-3]中的热羽流计算法，热羽流计算法涉及的参数较多，计算过程复杂，在利用热羽流计算法计算调研的39个商业厨房的排风量时，发现得到的排风量与灶具总热量呈正相关关系，如图3，曲线的斜率分别为84m3/(h·kW)、38m3/(h·kW)、33m3/(h·kW)；进一步的，结合对典型商业厨房的模拟研究，创新性的提出适合我国风量计算方法的斜率，即单位灶具发热量排风量指标，其值为72m3/(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于关键技术指标的分阶段商业厨房排风量计算方法，其特征在于：其包括扩初阶段、施工图阶段、施工图深化阶段3个阶段的排风量计算方法；/n所述扩初阶段依据换气次数指标计算商业厨房排风量；/n所述施工图阶段灶具数量未知，采用扩初阶段的方法计算排风量；灶具数量已知，依据单位灶具排风量指标计算商业厨房排风量；/n所述施工图深化阶段若厨房工艺公司介入，将完成灶具甚至排烟罩的选型，依据单位灶具发热量排风量指标和排烟罩罩口平均风速指标计算商业厨房排风量。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于关键技术指标的分阶段商业厨房排风量计算方法，其特征在于：其包括扩初阶段、施工图阶段、施工图深化阶段3个阶段的排风量计算方法；
所述扩初阶段依据换气次数指标计算商业厨房排风量；
所述施工图阶段灶具数量未知，采用扩初阶段的方法计算排风量；灶具数量已知，依据单位灶具排风量指标计算商业厨房排风量；
所述施工图深化阶段若厨房工艺公司介入，将完成灶具甚至排烟罩的选型，依据单位灶具发热量排风量指标和排烟罩罩口平均风速指标计算商业厨房排风量。


2.如权利要求1所述一种基于关键技术指标的分阶段商业厨房排风量计算方法，其特征在于，商业厨房排风量计算方法的关键技术指标，包括：换气次数指标60次/h、单位面积发热量指标3kW/m2、单位灶具排风量指标1300m3/h、单位灶具发热量排风量指标72m3/(h·kW)、罩口平均风速指标0.35m/s。


3.如权利要求1所述一种基于关键技术指标的分阶段商业厨房排风量计算方法，其特征在于，扩初阶段的排风量计算方法，具体为：
依据换气次数指标计算商业厨房排风量，其计算公式为：
Q＝60×S×h
式中，Q为排风量m3/h；60为换气次数指标，次/h；S为厨房面积，m2；h为厨房吊顶下层高，m。


4.如权利要求1所述一种基于关键技术指标的分阶段商...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓娜，杜婷婷，张强，张峥，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12