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公用建筑厨房排风效果差的案例检测诊断及改造方案国家空调设备质量监督检验中心彭荣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。关键词银行厨房排风效果实测诊断分析改造方案案例总结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名称型号风量(m3/h)风压（Pa）功率（W）转速（r/min）1号加压风机YEL30E5600053015/2号并联风机4-72-10C234001380159403号并联风机4-72-10C23400138015940（东侧）（西侧）烟气排至室外风机2#风机3#土建风道土建竖井风道风机箱1#排烟罩1排烟罩3排烟罩2铁皮风管17层屋顶14层3层顶棚图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：2.1检测依据（1）GB50243—2002《通风与空调工程施工质量验收规范》[1]（2）ZBJ72049—90《排风柜型式基本参数和尺寸》[2]（3）JB/T5150—91《排风柜试验方法》[3]2.2检测仪表（1）YYT—200B型倾斜式微压计，测量范围0～1962Pa，误差≯1%；（2）标准型皮托管，校正系数为0.999；（3）QDF—3型热球式风速计，测量范围0.05～30m/s，误差≯5%；（4）WMY—01型数字温度计，测量范围0～100℃，误差≯0.4℃%；（5）GYM3型空盒气压表，测量范围800～1064hPa，误差≯1.0hPa。2.3检测结果2.3.1系统排风量检测[1]结果见表2表2排风量检测数据项目名称铭牌值QM(m3/h)检测值QJ(m3/h)检测值占的比例（%）1号加压风机风量2号并联风机风量3号并联风机风量5600023400234002108317332664737.674.128.4系统风量QZ468002397951.22.3.2系统压力损失检测[1]结果见表3表3压力损失检测数据项目名称吸入段静压损失（Pa）压出段静压损失（Pa）风机静压（Pa）风机全压（Pa）铭牌风压（Pa）1号加压风机-1492283383775302号并联风机-1008161001104213803号并联风机-1196-271193119913802.3.3排烟罩面风速检测[3]结果见表4表4罩面风速检测数据排烟罩名称1号罩（长12.7米）2号罩（长5.7米）3号罩（长4.3米）标准值[2]罩面平均风速（m/s）0.240.180.240.4～0.53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23979m3/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1200Pa，实测系统排风量24000m3/h，只达到设计风量的51%，但系统阻力已接近风机的风压1380Pa。若要达到设计风量46800m3/h，依据实测数据，土建竖井风道的风速由8.7m/s提高17m/s到，经推算系统的阻力，要加大到4570Pa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46800m3/h的设计风量时，其竖井的风速高达17m/s，而通风系统的主管风速，一般情况下设计8～10m/s，土建风道的风速一般不应大于6m/s。本案例土建竖井的高度达55m，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17m/s的作用下，其系统阻力大的非常惊人，要通过46800m3/h的设计风量是极不合理的。（2）排烟罩罩面风速，按标准取0.5m/s[2]时，经计算系统的排风量应为45000m3/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0.18～0.24m/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0.5m/s的罩面风速，则此系统需要45000m3/h，的排风量，那么系统的阻力将达到42000Pa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＝46606～58633m3/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0.4m/s[2]时，其系统排风量减少到36000m3/h，通风竖井的风速降到13.1m/s，此时系统的阻力降到2700Pa左右，那么可选取4—68型普通通风机№10D：Q＝35420～39713m3/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6m/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40000m3/h，单位风量耗能1.38W·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0.25m/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0.5m/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》GB50243-2002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》ZBJ72049—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/T5150—91北京：中国机械工业出版社1991.彭荣，男，1938年12月生，技术总工高级工程师100013北京北三环东路30号(010)84272233—2314（010）84286521（Fax）