商業(yè)暗廚房燃氣設(shè)計中送排風系統(tǒng)優(yōu)化

李立奇 秦正泉 李媛媛

邢臺燃氣集團有限責任公司 河北 邢臺 054000

1 前言

伴隨著中國城鎮(zhèn)化步伐的加快，各地城市的大型商業(yè)綜合體紛紛涌現(xiàn)。商業(yè)綜合體的餐飲業(yè)主為迎合中國百姓的烹飪和飲食習慣，大多認同設(shè)置為燃氣廚房，然而由于商業(yè)招商的滯后以及建筑設(shè)計與燃氣設(shè)計的脫節(jié)，造成了大量通風不良暗廚房的出現(xiàn)。本文將結(jié)合國內(nèi)外的燃氣設(shè)計規(guī)范要求，對商業(yè)暗廚房燃氣設(shè)計環(huán)節(jié)中的送排風系統(tǒng)進行探討。

2 商業(yè)暗廚房定義及屬性

2.1 定義及分類

《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》GB50028-2006中僅對居民暗廚房設(shè)計給出了相關(guān)要求，未提及“商業(yè)暗廚房”概念。居民廚房為地上暗廚房(無直通室外的門和窗)時，應選用帶有自動熄火保護裝置的燃氣灶，并應設(shè)置燃氣濃度檢測報警器、自動切斷閥和機械通風設(shè)施，燃氣濃度檢測報警器應與自動切斷閥和機械通風設(shè)施連鎖。

“商業(yè)暗廚房”就是地上用于商業(yè)用氣的密閉空間，可參考《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》GB50028-2006中10.2.21條“地上密閉空間”的定義，即包括地上無窗或窗僅用作采光的密閉房間等。

商業(yè)暗廚房，根據(jù)其在建筑內(nèi)所處位置可分為兩類：一種是直接可向戶外通風開口，緊鄰建筑非承重外墻的廚房；一種是無法向戶外通風開口，未緊鄰外墻的廚房。對于后者，禁止使用燃氣設(shè)施，宜設(shè)置輕型餐飲，如水果榨汁店、奶茶店、冰淇淋甜點店等。對于前者，如何通過合理的送排風改造，使得暗廚房的燃氣設(shè)施可以安全正常運行，正是我們探討的重點。

2.2 商業(yè)暗廚房的自然透風率

我國的《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》GB50028-2006對于用氣房間的通風要求，多采用換氣次數(shù)的概念，即ACH（Air Change per hour），并未提及并運用“自然透風率”AIR（Air Infiltration Rate）的概念。按照我國《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》條文10.5.3的要求，暗廚房的通風量設(shè)計應滿足正常工作時，換氣次數(shù)不應小于6ACH；事故通風時，換氣次數(shù)不應小于12ACH，不工作時換氣次數(shù)不應小于3ACH[1]。

然而，美國《燃氣規(guī)范》對于用氣房間的通風量要求是通過房間本身透風屬性計算而來。在燃燒所需空氣由室內(nèi)吸取的情況下，2009年版的美國《燃氣規(guī)范》給出了兩種基于“自然透風率”來計算方室內(nèi)所需空氣量的方法，以滿足燃燒消耗空氣與通風量的要求。自然透風率是用氣房間基本的屬性，指的是空間內(nèi)空氣在自然條件下的換氣次數(shù)。根據(jù)美國《燃氣規(guī)范》，通風不良的暗廚房由于具有較低的透風率，需采用KAIR方法來計算最小所需空氣量。然而KAIR方法中，用氣房間的“自然透風率”是計算公式中必需的參數(shù)之一。

ASHRAE(American Society of Heating,Refrigerating,and Air-Conditioning Engineers）在其2005年版的《ASHRAE Fundamentals Handbook》給出了自然透風率I的計算公式[2]，如下所示。

3 燃氣具煙氣排除要求

自2022年1月1日起實施最新的《燃氣工程項目規(guī)范》GB55009-2021中，對燃氣具煙氣排除要求如下：

（一）燃具和用氣設(shè)備燃氣燃燒所產(chǎn)生的煙氣應排出至室外，并應符合下列規(guī)定：

（1）設(shè)置直接排氣式燃具的場所應安裝機械排氣裝置；

（2）燃氣熱水器和采暖爐應設(shè)置專用煙道；

（3）燃氣熱水器的煙氣不得排入灶具、吸油煙機的排氣道；

（4）燃具的排煙不得與使用固體燃料的設(shè)備共用一套排煙設(shè)施。

（二） 煙氣的排煙管、煙道及排煙管口的設(shè)置應符合下列規(guī)定：

（1）豎向煙道應有可靠的防倒煙、串煙措施，當多臺設(shè)備合用豎向排煙道排放煙氣時，應保證互不影響；

（2）排煙口應設(shè)置在利于煙氣擴散、空氣暢通的室外開放空間，并應采取措施防止燃燒的煙氣回流入室內(nèi)；

（3）燃具的排煙管應保持暢通，并應采取措施防止鳥、鼠、蛇等堵塞排煙口。

（三） 海拔高于500m地區(qū)應計入海拔高度對煙氣排氣系統(tǒng)排氣量的影響。

4 商業(yè)暗廚房現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范要點

商業(yè)用氣設(shè)備設(shè)置在地下室、半地下室(液化石油氣除外)或地上密閉房間內(nèi)時，應符合下列要求：

（一）燃氣引入管應設(shè)手動快速切斷閥和緊急自動切斷閥；緊急自動切斷閥停電時必須處于關(guān)閉狀態(tài)(常開型)；

（二）用氣設(shè)備應有熄火保護裝置；

（三）用氣房間應設(shè)置燃氣濃度檢測報警器。并由管理室集中監(jiān)視和控制；

（四）宜設(shè)煙氣一氧化碳濃度檢測報警器；

（五） 應設(shè)置獨立的機械送排風系統(tǒng)；通風量應滿足下列要求：

（1）正常工作時，換氣次數(shù)不應小于6 ACH；事故通風時。換氣次數(shù)不應小于12 ACH；不工作時換氣次數(shù)不應小于3 ACH。

（2）當燃燒所需的空氣由室內(nèi)吸取時，應滿足燃燒所需的空氣量；

（3）應滿足排除房間熱力設(shè)備散失的多余熱量所需的空氣量。

5 暗廚房的送排風系統(tǒng)

目前建筑主體包括廚房在內(nèi)的空調(diào)暖通系統(tǒng)，大多未與燃氣工程送排風系統(tǒng)同步設(shè)計。燃氣工程設(shè)計中的通排風要求，應基于現(xiàn)有空調(diào)通風系統(tǒng)之上，使之達到廚房總通風量與總排風量的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，兼顧及時補風以避免出現(xiàn)不充分燃燒，同時保證事故排風換氣次數(shù)。

廚房送排風系統(tǒng)中的總送風量，依照送風來源可劃分為全面送風量和局部送風量，其中全面送風主要是指室外新風（多為機械送風），局部送風主要包括餐廳的空調(diào)補風和自然補風；依照送風用途可劃分為燃燒消耗所需的空氣量與滿足通風要求所需的空氣量。

5.1 空調(diào)通風系統(tǒng)

單就商用廚房空調(diào)設(shè)計而言，目前世界各國對于送排風均有相應的設(shè)計標準。表1整合了美歐日中四類標準[3]，從中可以看出：①各國對于商用廚房空調(diào)系統(tǒng)的送排風比例控制以及送風方式要求，基本一致。送排風比0.85~0.9：1將可以保證廚房保持擁有不大于5Pa的負壓環(huán)境，以防止廚房油煙串到其他空調(diào)房間，同時應避免廚房的產(chǎn)生過大的負壓，以引起爐灶倒風和火苗上噴。②我國商業(yè)廚房空調(diào)設(shè)計排風量的要求，明顯比《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》GB50028-2006保守。

表1 國內(nèi)外商業(yè)廚房空調(diào)設(shè)計中的送排風要求

5.2 燃氣通風系統(tǒng)

5.2.1 獨立事故排風系統(tǒng)的理解

現(xiàn)行《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》中，規(guī)定暗廚房應具備獨立的事故機械通風系統(tǒng)。對于“獨立”二字的理解，筆者認為其并非指某個廚房設(shè)置的事故排風不能與排風系統(tǒng)合用，而是指的若干廚房需具備各自獨立的事故通風系統(tǒng)，禁止共用以防止燃氣泄露至其他安全廚房。

5.2.2 室內(nèi)補風的重要性

我國現(xiàn)行《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》中，較少提及補風的重要性，較多地關(guān)注燃燒煙氣的排除。例如《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》條文10.7.1中提到，對于室內(nèi)容積熱負荷超過207W/m3（此熱負荷指標參照1999版美國《燃氣規(guī)范》）時，須強制排風；而參照美國2009版《燃氣規(guī)范》，當室內(nèi)容積熱負荷超過207W/m3，必須考慮補風的要求，以免造成燃氣的不完全燃燒[4]。對于通風不良的商業(yè)暗廚房，室內(nèi)及時補風更顯重要。

5.2.3 室內(nèi)燃燒消耗及通風所需空氣量的計算方法（KAIR法）

將本文上述2.2節(jié)中的暗廚房自然透風率I應用于KAIR計算中，即可求解暗廚房內(nèi)燃燒消耗及通風所需空氣量。KAIR經(jīng)驗公式如下所示[5]，

其中，V為室內(nèi)燃燒消耗及通風所需空氣量，單位為ft3

I為室內(nèi)自然透風率，由公式（1）求得，

H0為非風機輔助型燃氣用具的散熱量，單位為Btu/hr，

H1為風機輔助型燃氣用具的散熱量，單位為Btu/hr，

從上式可看出，室內(nèi)燃燒消耗及通風所需空氣量與用氣設(shè)備熱負荷呈線性相關(guān)。與我國《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》定性的通風換氣次數(shù)要求相比，KAIR法更多的是定量的計算暗廚房所需的最小空氣量。KAIR法對于送風系統(tǒng)的設(shè)計提供一定的參考，例如當最小所需空氣量大于室內(nèi)空間體積時，則必須考慮向戶外通風開口以便獲得新風。

6 結(jié)論

（1）通過上文分析，國外標準詳細給出用氣房間 “自然透風率”公式和通風量KAIR計算公式，均適用于商業(yè)暗廚房燃氣通風系統(tǒng)設(shè)計。

（2）與我國《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》中對于用氣房間規(guī)定3、6、12次的換氣要求相比，一定程度上，依據(jù)用氣設(shè)備熱負荷來計算通風量的KAIR計算法，可能更符合商業(yè)暗廚房的實際需求。

（3）暗廚房的空調(diào)系統(tǒng)與燃氣通風系統(tǒng)，宜前期同步設(shè)計；基于空調(diào)系統(tǒng)后期改造的燃氣送排風系統(tǒng)，需特別注意商業(yè)暗廚房室內(nèi)補風與散熱的重要性。