公用建筑厨房排风效果差的案例－检测诊断及改造方案

摘要本案例通过对交通银行北京分行厨房排风效果差的实测、诊断、分析和改造方案选择，作者从中思考出一些教训和工程中的瑕疵，应引起大家在今后的工程设计中，给予足够的重视和改进。

1案例概况及存在问题

本案例系交通银行北京分行厨房排风系统，厨房面积约120m2，原设计三个排烟罩，分别为炒菜锅罩（长12.7m）、蒸箱罩（长5.7m）、煮锅罩（长4.3m），罩面尺寸22.7m×1.1m。三个排烟罩设置一个排风系统见图1。系统中原设计三台风机，其中一台风机为加压风机，设在室内的顶棚上，位置在排烟罩与土建竖井风道之间的水平铁皮风管上，其它二台风机并联，设在屋顶的土建道上将烟气排出室外。三台风机的铭牌参数见表1。

表1 原 设 计 风 机 的 铭 牌 参 数

图1 交通银行北京分行厨房排风系统示意图

用户反映厨房的排风效果很差，做饭时厨房炒菜的油烟和蒸箱的蒸汽弥漫整个厨房空间，废气不能及时排走，严重影响厨师健康，必须改造，以改善排风效果。

2案例现场检测

根据本案例存在的问题和排风系统实际情况，单凭观察和经验无法诊断出系统的病根，必须进行现场检测，将系统的实际阻力和实际排风量以及排烟罩的罩面风速第一手检 测结果拿到手，然后通过分析找出存在问题，才能对正下药，提出可行的改造方案。检测结果如下：

检测依据

GB 50243—2002《通风与空调工程施工质量验收规范》[1]

ZBJ 72049—90《排风柜型式基本参数和尺寸》[2]

JB/T 5150—91《排风柜试验方法》[3]

检测仪表

YYT—200B型倾斜式微压计，测量范围0～1962 Pa，误差≯1%；

标准型皮托管，校正系数为0.999；

QDF—3型热球式风速计，测量范围0.05～30m/s，误差≯5%；

WMY—01型数字温度计，测量范围0～100℃，误差≯0.4℃%；

GYM3型空盒气压表，测量范围800～1064hPa，误差≯1.0hPa。

检测结果

系统排风量检测[1]结果见表2

表2排风量检测数据

系统压力损失检测[1]结果见表3

表3压力损失检测数据

2.3.3排烟罩面风速检测[3]结果见表4

表4罩面风速检测数据

3案例分析及问题诊断

根据检测数据，经分析判断，本案例存在的以下问题：

3.1系统排风量不足，厨房排烟效果差。

实测系统排风量为23979 m3/h，只达到原设计排风量的51%，其中1号加压风机的实测排风量占铭牌额定值的38%，2号并联风机的实测排风量占铭牌额定值的74%，3号并联风机的实测排风量占铭牌额定值的28%。分析原因：

（1）屋顶安装的二台风机并联效果差，检测时发现3号风机出口处很多点的静压是负值，说明涡流很多，排风很少。另外，由于2号风机占有并联连接的有利位置，形成抡断3号风机的排风量，使其排风能力大大下降，因此二台风机的排风量只达到一台的额定风量，未达到并联的效果。

（2）1＃加压风机串联在系统中进入土建竖井排烟道之前，由于末端2号、3号排风机排风量的减少，恶制了1号风机的排风能力，造成串联加压效果差，又因1号风机本身的风压就低很多，所起的加压作用很小，自然白白浪费15kW的能耗。

（3）一般情况下，尽量不采用风机的并联或串联运行，更不能在同一个系统上采用并联加串联的运行方式，这样做极容易造成风机性能下降，系统风量减小。

（4）除以上原因之外，排风量下降的原因，当然也与风机的风压与系统阻力不匹配有关，下面的分析就与此问题有关。

3.2系统阻力大，排风量减小。

实测系统阻力1200 Pa，实测系统排风量24000 m3/h，只达到设计风量的51%，但系统阻力已接近

风机的风压1380 Pa。若要达到设计风量46800 m3/h，依据实测数据，土建竖井风道的风速由8.7 m/s提高17 m/s到，经推算系统的阻力，要加大到4570 Pa左右，显然目前风机的风压是远远不够的。分析原因：

（1）排风竖井的断面面积（1700×450）偏小，先天不足。当流过46800 m3/h的设计风量时，其竖井的风速高达17 m/s，而通风系统的主管风速，一般情况下设计8～10 m/s，土建风道的风速一般不应大于6 m/s。本案例土建竖井的高度达55 m，还有一部分水平土建风道，土建风道拐弯的地方达5处之多，在断面风速17 m/s的作用下，其系统阻力大的非常惊人，要通过46800 m3/h的设计风量是极不合理的。

（2）排烟罩罩面风速，按标准取0.5 m/s[2]时，经计算系统的排风量应为45000 m3/h，才有可能改善厨房的排烟效果，但实际检测排烟罩罩面风速为0.18～0.24 m/s，风速偏低，不能及时排除厨房中的烟气、蒸汽、造成污染。

4案例改造方案选择

4.1案例改造方案

根据以上分析和诊断出存在的问题提出以下三种改造方案：

（1）保留三台风机的运行方式，根据检测结果重新更换三台风机；

（2）保留屋顶二台风机并联运行方式，取消室内1号串联风机。根据检测结果重新更换屋顶二台并联风机，或者加大电机功率提高原有风机的转速，以满足要求的风量、风压。

（3）取消现有三台风机并、串联的运行方式，改为单台风机运行的方式，根据检测结果重新选择一台风机。

4.2案例改造方案的选择

第一方案，根据检测结果分析，缺点很多，即是重新更换风机， 也难以克服相互抵消能量的弊病，

并带来能量消耗过大的缺点，不可取。

第二方案，根据检测结果分析发现，并联的二台风机，其中一台的作用很小，说明并联的方式不正

确，由于排风道是土建结构，很难改变成正确的并联方式，因此第二方案也是不可取的。

第三方案是唯一可行的方案，但有一定的技术难点，如果要达到标准中要求0.5 m/s的罩面风速，

则此系统需要45000 m3/h，的排风量，那么系统的阻力将达到42000 Pa左右，此时通风竖井的风速高达16.3m/s，此种参数的风机在常规通风机型号中几乎找不到。如果非要选只能在高压通风机中选，例如G4—68型鼓风机№11.2D：Q＝46606～58633 m3/h，H＝4276～4050Pa，n＝1450r/min，N＝90kW，耗能太大。如果罩面风速取标准中的下限0.4 m/s[2]时，其系统排风量减少到36000 m3/h，通风竖井的风速降到13.1 m/s，此时系统的阻力降到2700 Pa左右，那么可选取4—68型普通通风机№10D： Q＝35420～39713 m3/h，H＝3442～3364Pa，n＝1450r/min，N＝55kW。此参数的风机，风压偏高，因选不到合适的风机，这样能耗也由90kW降到55kW，可降低近40%的能耗。

5案例总结

通过本案例的检测和分析，依据检测结果所诊断出的问题，近而提出的改造方案，可以说是可行的，由此提出以下几点体会。

（1）一般在通风空调系统中，尽量避开风机的并联或串联，特别是并联加串联的方案，即是要采用并联方式，应避免不正确的并联方式，例如本案例的并联方式。

风机的并联方式，虽然是同型号同转速的风机，但风量并不等于2台风机风量的代数和，最多是八折至九折，还要看并联的方式是否正确和风机的性能而定。风机的串联方式，可以是不同型号的风机，但要求风量与主管或支管的设计风量一致，其串联的位置对风机增压能力的发挥有影响，设计时要注意两台风机风压的衔接和匹配。

（2）利用土建竖井进行进排风时，设计断面风速时不能过大，一般最好不超过6 m/s风速，因为土建风道的粗糙度很大，摩阻系数λ值高，同样风速下摩阻比铁皮风管增加2～3倍，如果未抹面处理，其阻力就更大了，极容易造成设计的失误，在工程中达不到设计风量，是屡见不鲜的事。再者在实际工程中，通过现场实测，发现很多土建风道存在漏风的弊病，造成作业地点排风效果差，也是一件很头痛的事，先天不足，要改造非常困难，留下一个遗憾的后遗症。因此在设计中，很多设计者将土建竖井衫上铁皮风管，虽然增加点一次投资，但不留下后遗症，不防是一种可取的做法。

（3）土建竖井风道结构，设计时尽量不拐弯，根据设计排风量要匹配足够的断面尺寸，一般土建竖井的风速不宜超过6m/s。本案例的竖井在14层拐弯后，又回到17层屋顶的排风位置上，中间除增加了水平烟道外，还增加了四处拐弯很不合理，大大增加了排风道的阻力，由此消耗动力很大，不仅浪费了能量，而且还增加了长期运行费，很不经济。本案例改造后的风机动力为55kW，输送的风量为40000 m3/h，单位风量耗能1.38 W·h/m3，较常规系统高出一倍。

（4）公用建筑厨房排烟罩的罩面风速低于0.25 m/s时，由本案例的检测结果证明其排风效果非常差，做饭时的段大量油烟、蒸汽集聚在厨房内，不能及时排走，用肉眼观察整个厨房空间被烟气所笼罩，大量的有害气体影响厨师的身体健康。建议设计时，罩面风速不能低于0.5 m/s。

（5）通过本案例存在问题的诊断，如果单凭经验和理论计算，可以定性分析，但不可能做出定量分析，没有检测数据作为技术依据，很可能做出的改造方案，不能彻底解决实际存在的问题。因此工程改造前的现状检测尤为重要，它不但给改造方案提供技术依据，还可能在检测结果的分析中，发现更为重要的问题，为以后改造方案的可行性，提供有力可行的技术依据和真实的病根。建议在工程改造中，没有十分把握的改造方案，最好在改造前，进行工程现状的检测诊断，十分必要。

以上几点体会供大家思考。能在今后的工程设计中，引起大家足够的重视和改进，就是本文的所在。

参考文献

[1]国家建设部主编国家标准《通风与空调工程施工质量验收规范》GB 50243-2002北京：中国计划出版社2002.

[2]同济大学等主编国家机械行业标准《排风柜型式、基本参数和尺寸》ZBJ 72049—90北京：中国机械工业出版社1990.

[3]同济大学等主编国家机械行业标准《排风柜试验方法》JB/T 5150—91北京：中国机械工业出版社1991.

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彭 荣，男，1938年12月生，技术总工 高级工程师

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