城市綜合體項(xiàng)目餐飲商鋪排油煙系統(tǒng)分析及優(yōu)化

文_陳鏡星 北京金坤麗澤置業(yè)有限公司

城市綜合體是集居住、辦公、商業(yè)、展覽、餐飲、零售、文娛休閑等三項(xiàng)以上空間的有機(jī)組合體，且各部分為一種相互依存、相互助益的能動關(guān)系，從而形成一個多功能、高效率的綜合體。通過對不同地區(qū)的城市綜合體調(diào)查發(fā)現(xiàn)，餐飲業(yè)空間面積占比上升是大勢所趨，75%的商業(yè)建筑中，餐飲業(yè)態(tài)空間超過總建筑面積25%。

綜合體項(xiàng)目中餐飲商鋪的機(jī)電設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，機(jī)電相關(guān)系統(tǒng)的配套包括給排水、電氣、燃?xì)?、空調(diào)、通風(fēng)、消防等，特別是燃?xì)馀c排油煙系統(tǒng)設(shè)置，是餐飲業(yè)商鋪區(qū)別于其他綜合體項(xiàng)目中餐飲業(yè)態(tài)的排油煙設(shè)計(jì)排放口一般設(shè)置于裙房屋面或者塔樓屋面，但餐飲商鋪的位置分部，除部分臨街及頂層外還有大量分散或集中設(shè)置于裙房中間樓層及地下室區(qū)域，這些商鋪因遠(yuǎn)離室外，其排煙系統(tǒng)設(shè)置較為不便，需在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時預(yù)留專用結(jié)構(gòu)井道排放，并設(shè)置獨(dú)立的排油煙系統(tǒng)。商鋪的典型配置。排油煙系統(tǒng)一般包含在機(jī)電方案暖通專業(yè)設(shè)計(jì)中，能否合理規(guī)劃對于大型商業(yè)綜合體十分重要，直接影響商業(yè)建筑的品質(zhì)和價值；商業(yè)落位策劃前對排油煙系統(tǒng)進(jìn)行充分考慮并出具合理的方案十分必要，前期對問題的預(yù)見會給后期實(shí)施及改造帶來便利。

1 城市綜合體餐飲排油煙系統(tǒng)方式

商業(yè)項(xiàng)目主要排油煙井道設(shè)置方式一般分為兩種情況：一種是每個餐飲商鋪設(shè)置一個獨(dú)立排油煙井道（圖1）；另一種是多個餐飲商鋪合用一個排油煙井道（圖2）。這兩種方式下可分為三種情況：①屋面及商鋪均設(shè)計(jì)排油煙風(fēng)機(jī)并安裝到位；②屋面及井道合用排油煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝到位，用戶需完善商鋪內(nèi)排油煙系統(tǒng)；③開發(fā)商僅設(shè)計(jì)預(yù)留排油煙井道，用戶需自行安裝排油煙系統(tǒng)接入井道排放。

2 常見餐飲商鋪排油煙方式特點(diǎn)分析

2.1 各商鋪設(shè)置獨(dú)立井道

圖1 各商鋪獨(dú)立油煙井道

圖2 各商鋪合用油煙井道

商鋪設(shè)置獨(dú)立的排煙井道的方式，優(yōu)點(diǎn)是獨(dú)立性好，不與其他商戶相互影響，所以沒有“串味”的風(fēng)險，是使用效果最好的排油煙方式。缺點(diǎn)是每個商鋪均設(shè)置獨(dú)立井道及管道設(shè)備，需占用空間（包括商鋪面積及屋面設(shè)備安裝空間）較大，較適合臨街及頂層面積較大、分布較分散的商鋪采用。

2.2 各商鋪合用油煙井道

多個商鋪合用一個排油煙井道的方式是目前較為常見的方式，根據(jù)各商鋪落位情況及油煙量設(shè)置集中的土建管井作為排放井道。這種方式優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省土建井道占用面積，同時當(dāng)后期商鋪格局或業(yè)態(tài)調(diào)整時，利用井道進(jìn)行增減更為方便靈活。缺點(diǎn)是多用戶合用井道會導(dǎo)致商鋪之間油煙排放產(chǎn)生干涉，因各商鋪經(jīng)營時間不同及風(fēng)機(jī)風(fēng)量風(fēng)壓不均，運(yùn)行時段風(fēng)量平衡難以控制，當(dāng)合用部分風(fēng)管和豎井內(nèi)處于正壓，就導(dǎo)致“串味”以及風(fēng)機(jī)全壓相抗兒增加設(shè)備能耗。

3 合用井道的排油煙系統(tǒng)方案論述

從投資回報的角度分析，“多鋪一井道”的方式更為經(jīng)濟(jì)合理，實(shí)際項(xiàng)目實(shí)踐中也更為普遍，根據(jù)開發(fā)商排油煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特征，又可分為以下三種方式。

3.1 方式一：開發(fā)商對屋面及商鋪均設(shè)計(jì)排油煙設(shè)備并安裝到位

這種方案合用井道壓損及各商鋪水平管道的壓頭損失由屋面合用風(fēng)機(jī)與各商鋪內(nèi)風(fēng)機(jī)共同承擔(dān)。開發(fā)商在竣工交付之時，已經(jīng)安裝了從商鋪到屋面所有的排油煙風(fēng)機(jī)、凈化設(shè)備及其管道閥部件，交付前通過調(diào)試解決多個商鋪間壓頭不均問題。但此方案初期投資較大，且無法預(yù)知后期商鋪格局調(diào)整變化，比如廚房格局位置調(diào)整導(dǎo)致管道和設(shè)備安裝變化，從而導(dǎo)致新的壓力不平衡。

3.2 方式二：開發(fā)商僅預(yù)留公共排放井道，用戶自行安裝商鋪排油煙管道及設(shè)備

對開發(fā)商而言，不設(shè)置合同風(fēng)機(jī)只提供合用排放井道，壓頭損失完全由各商鋪用戶風(fēng)機(jī)自行解決，減少了排油煙設(shè)備的投資費(fèi)用，并節(jié)約屋面管道設(shè)備安裝空間。對用戶而言，商鋪內(nèi)排油煙系統(tǒng)自行設(shè)計(jì)安裝，安裝、控制、運(yùn)營均獨(dú)立，靈活度更高。

但因?yàn)槭巧啼伜嫌镁?，各用戶并沒有完全獨(dú)立，導(dǎo)致商鋪間的排油煙系統(tǒng)相互影響，用戶風(fēng)機(jī)壓頭需承擔(dān)公共井道部分壓頭損失，風(fēng)機(jī)功率大，噪音及運(yùn)行費(fèi)用高。另外，各商鋪之間系統(tǒng)平衡難以控制，風(fēng)機(jī)功率選用較大的用戶會影響風(fēng)機(jī)功率小的用戶，造成出現(xiàn)用戶盲目增大風(fēng)機(jī)功率情況。

3.3 方式三：屋面及井道合用排油煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝到位，用戶需完善商鋪內(nèi)排油煙系統(tǒng)

開發(fā)商負(fù)責(zé)安裝屋面合用排油煙風(fēng)機(jī)及油煙凈化設(shè)備，并完成井道及公共部分管道，在每個商鋪預(yù)留分支接口。屋面合用風(fēng)機(jī)一般選用雙速風(fēng)機(jī)或者變頻風(fēng)機(jī)，風(fēng)量考慮各用戶同時使用系數(shù)，降低了初期投資，也保證了公共井道與集中管道負(fù)壓。用戶的風(fēng)機(jī)壓頭僅負(fù)責(zé)排煙罩至商鋪預(yù)留分支接口之間的壓力損失，二次深化設(shè)計(jì)及系統(tǒng)設(shè)備匹配選型就比較簡單，也從源頭解決了上述第一種方式靈活度交叉以及第二種方式各用戶平衡難以控制的問題。

3.4 方式論述

第三種方式為綜合體項(xiàng)目中商鋪餐飲較為理想的設(shè)置方式。但是仍然還存在一個問題，即屋面合用風(fēng)機(jī)與商鋪之間的匹配問題。出于保守設(shè)計(jì)考慮，屋面合用風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)選型時必須考慮所有商鋪同時使用的最大風(fēng)量（乘以同時使用系數(shù)），當(dāng)商鋪出租率較低或者各商鋪營業(yè)時間差異時，就存在少數(shù)商鋪運(yùn)營對應(yīng)著屋面合用風(fēng)機(jī)運(yùn)行問題，不僅能耗過大，同時也因風(fēng)速過大產(chǎn)生過大噪音。在實(shí)際項(xiàng)目案例解決方案中，多用戶合用的室外排油煙風(fēng)機(jī)多采用雙速風(fēng)機(jī)（少數(shù)項(xiàng)目也有采用變頻風(fēng)機(jī)的），風(fēng)機(jī)啟閉由物業(yè)控制運(yùn)行。

雙速風(fēng)機(jī)可按餐飲高低峰時間進(jìn)行高低速切換，餐飲高峰期開高速運(yùn)行，平時低速運(yùn)行，一定程度上緩解能耗浪費(fèi)問題，但實(shí)際物業(yè)很難兼顧到每個餐飲商鋪的運(yùn)行時間，高低速切換時間由物業(yè)控制，仍可能存在匹配不良問題。如果采用變頻控制理論上更優(yōu)，風(fēng)機(jī)如采用普通電機(jī)加變頻器控制，變頻器調(diào)節(jié)頻率范圍可達(dá)15～50Hz，如采用變頻電機(jī)，變頻的下限值則更低。理論上變頻風(fēng)機(jī)可以匹配各個餐飲商鋪不同的營業(yè)需求，做到最為節(jié)能的運(yùn)行方式。但是實(shí)際經(jīng)驗(yàn)中，變頻風(fēng)機(jī)必須需采集系統(tǒng)壓力值進(jìn)行調(diào)節(jié)，即通過系統(tǒng)管道內(nèi)設(shè)置壓力傳感器，通過傳感器獲取管道內(nèi)的壓力變化，最后把控制信號傳到變頻風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)節(jié)。

4 餐飲商鋪排油煙系統(tǒng)方案優(yōu)化

4.1 優(yōu)化思路—總風(fēng)量控制法

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)“總風(fēng)量控制法”，概括來說是將室內(nèi)各房間末端設(shè)備的需求風(fēng)量作為參數(shù)，通過控制線路輸出信號傳遞給控制器，控制器進(jìn)行計(jì)算求和得到系統(tǒng)總需求風(fēng)量，然后按特定的控制算法調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)控制。它是基于壓力無關(guān)型的控制方法，可以避免在系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)使用壓力測量裝置，減少了一個風(fēng)機(jī)的閉環(huán)控制環(huán)節(jié)。這種控制系統(tǒng)形式上的簡化，同時也提高了控制系統(tǒng)的可靠性?？傦L(fēng)量控制原理見圖3。

圖3 總風(fēng)量控制原理示意圖

4.2 優(yōu)化方法的分析與運(yùn)用

如果把變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)“總風(fēng)量控制法”，應(yīng)用于商業(yè)綜合體餐飲商鋪排煙系統(tǒng)方案中，勢必帶來系統(tǒng)控制可靠行的提高。具體做法是：在各商鋪內(nèi)設(shè)置油煙系統(tǒng)的“末端設(shè)備”，通過控制線路采集各“末端設(shè)備”啟閉的運(yùn)行情況并進(jìn)行求和計(jì)算，得出系統(tǒng)總油煙量信號傳遞給控制器，從而控制屋面合用風(fēng)機(jī)的功率，實(shí)現(xiàn)屋面合用風(fēng)機(jī)和商鋪運(yùn)營的匹配。需要說明的是，每個商鋪的“末端設(shè)備”對應(yīng)一個油煙量（這個油煙量可以通過商鋪面積與換氣次數(shù)計(jì)算獲取），可以設(shè)置為風(fēng)機(jī)或者其他方便系統(tǒng)聯(lián)控的設(shè)備。如果從節(jié)能、防噪、經(jīng)濟(jì)角度優(yōu)化考慮，可直接采取電動閥代替末端設(shè)備。

具體做法為：在多家餐飲商鋪共用一套排油煙系統(tǒng)的情況下，在每個商鋪分支接口處設(shè)置一個電動閥（電動閥與灶具聯(lián)動），每個電動閥對應(yīng)其商鋪一個排風(fēng)量（各商鋪排風(fēng)量均不一致，故電動閥對應(yīng)排風(fēng)量也不一致），控制器根據(jù)各商鋪電動閥啟閉計(jì)算實(shí)時總排油煙量，控制屋面合用風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。

這種系統(tǒng)方式設(shè)置簡單可靠，電動閥機(jī)械啟閉直接反饋油煙量信號，無需管道內(nèi)設(shè)置壓力傳感裝置，電動閥靈敏度高，調(diào)節(jié)效率高。商鋪用戶無需再安裝風(fēng)機(jī)設(shè)備，減少了費(fèi)用投入，也避免了各商鋪?zhàn)匝b風(fēng)機(jī)壓頭不均導(dǎo)致“串味”和系統(tǒng)不平衡問題。控制系統(tǒng)根據(jù)各商鋪反饋的油煙量疊加總值，通過計(jì)算法則實(shí)時控制合用風(fēng)機(jī)風(fēng)量轉(zhuǎn)速，使之與商鋪運(yùn)營情況達(dá)到良好的匹配效果。

例如，某個綜合體中5個面積不等的餐飲商鋪，使用面積分別是60m2、90m2、120m2、150m2、180m2，層高5m，合用1套屋面排油煙風(fēng)機(jī)設(shè)備，商鋪為方便計(jì)算廚房面積統(tǒng)一取商鋪面積1/3，餐廳排油煙風(fēng)量按50次換氣次數(shù)計(jì)算（全部油煙均按煙罩排出考慮）。根據(jù)排風(fēng)量公式Q=s×h×n（Q為總排風(fēng)量，s為廚房面積，h為層高，n為換氣次數(shù)）計(jì)算這五個商鋪每小時排油煙風(fēng)量分別為：5000m3/h、7500m3/h、10000m3/h、12500m3/h、15000m3/h，則滿負(fù)荷運(yùn)行下系統(tǒng)總油煙量為50000m3/h。系統(tǒng)如圖4所示。

圖4

按各商鋪油煙排量大小，屋面合用風(fēng)機(jī)排風(fēng)量設(shè)置以下幾個轉(zhuǎn)速檔：5000－10000－15000－20000－25000－30000－35000－40000－45000－50000（m3/h）。每個排油煙風(fēng)量區(qū)間對應(yīng)風(fēng)機(jī)一個轉(zhuǎn)速，并在每個商鋪分支管電動閥設(shè)置啟閉按鈕，通過干接點(diǎn)方法每啟閉一個電動閥就反饋給風(fēng)機(jī)一個信號進(jìn)行風(fēng)量疊加計(jì)算，進(jìn)而自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而獲得所需排風(fēng)量。同樣參照變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)“總風(fēng)量法”做法，為了增加系統(tǒng)穩(wěn)定性，控制系統(tǒng)設(shè)置為只要任意一個電動閥開啟即啟動屋面風(fēng)機(jī)，當(dāng)所有電動閥均關(guān)閉后才關(guān)閉屋面風(fēng)機(jī)，而不是由物業(yè)人為啟停。

5 結(jié)語

采用上述排煙系統(tǒng)的“總風(fēng)量法”，電動閥啟閉信號來反饋油煙量，可靠性增強(qiáng)，但也需要用戶安裝油煙凈化設(shè)備，使用過程中定期對管道進(jìn)行清理。

綜合體項(xiàng)目餐飲商鋪排油煙實(shí)際運(yùn)行效果，除了排油煙系統(tǒng)本身設(shè)置方案外，還與全面通風(fēng)、補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)以及樓宇自控系統(tǒng)息息相關(guān)，只有每個系統(tǒng)均可靠高效的有機(jī)組合在一起，才能呈現(xiàn)一個成功的項(xiàng)目。