0 引言
在商业建筑的餐饮招商过程中,存在不同进场时间和不同餐饮类型等不确定情况,更无准确的厨房工艺布置,以致对餐饮区域的通风和空调设计无法根据规范或设计手册精确计算。这些年,通过较多大中型商业建筑项目的设计,对商业建筑中餐饮区域的通风、空调和燃气系统设计积累了一定的经验。下面结合工程实例谈谈商业建筑餐饮区域中通风、空调和燃气方面的几点体会。
1 通风系统
1.1 餐饮区域通风内容及餐饮分类
餐饮区域的通风一般包括排油烟系统、排风系统和送风系统,并设置相应的井道,这些井道一般都要伸出屋面,并在屋面预留送排风机、油烟处理等通风设备的布置区域。
根据是否需要排油烟和燃气系统,暂且将餐饮分成二类:对于需要设置排油烟系统和燃气系统,主要是有烧、烤、煎、蒸等工艺的中西餐餐饮店铺,下文中称“第一类餐饮”;对于不需要设置排油烟和燃气系统的餐饮店铺,如水果榨汁店、冰淇淋甜点和奶茶店等,下文中称“第二类轻型餐饮”。
1.2 第一类餐饮通风计算
在施工图设计阶段,很多情况下餐饮店铺还没有招商确定,导致厨房的面积、吊顶高度和工艺布置等都不明确,因而厨房送排风计算主要依靠估算。国内商场中餐饮业房间分隔一般考虑餐厨比2:1,即2/3 餐饮店铺为餐厅,另外1/3 为厨房。
厨房总排风量按厨房区面积换气次数60 次计算,其中45 次作为厨房排油烟风量,其余15 次作为厨房的排风系统。总补风量取总排风量的80%左右。有条件时可以考虑1/4~1/3的补风量作为空调型岗位送风,不但起到了补风作用,也适当调节了厨房内的温度,改善厨房工作人员的工作环境;另外2/3~3/4 补风通过侧墙百叶自然补入或补风机机械补入,也可以考虑部分补风利用商场的压力梯度,从商场部分自然流向厨房区域。当然,补风口的布置要考虑合理的气流组织,避免与排风形成短路,以利于烟气的顺利排出。
本文中考虑的一般都是入驻在商场中的规模小于800m2的餐饮店铺(此时的排油烟风量已经达到40000m3/h)。对于更大规模的餐饮,排油烟计算风量将大于40 000m3/h,建议把厨房热加工区排油烟再分成排除油烟和排除蒸汽2 套系统,可以适当减少油烟净化器的油烟处理负荷。
上述送排风风量的计算只是在条件不成熟的前提下的估算,待厨房具体布置后,还要校核各个排风罩罩口的吸风速度是否达到0.5~0.6m/s的要求,以便及时调整。
1.3 第二类轻型餐饮通风计算
对于第二类轻型餐饮,食品制作过程基本无油烟,也不使用燃气,仅有一些废气产生,可以仅设置机械排风系统,按照换气次数4~6 次计算,由于总排风量不大,补风可以在压力梯度的作用下从商场其他区域自然流到餐饮区,同时也可减少商场部分的排风能耗,一举两得。
1.4 事故通风计算
根据《城镇燃气设计规范》(GB50028—2006)第10.2.21 条,“地下室、半地下室、设备层和地上密闭房间敷设燃气管道时,应符合……2 应有良好的通风设施,……并应有独立的事故机械通风设施,其换气次数不应小于6次/h”。另外,根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736—2012) 第6.3.9 条,“事故通风应符合……,且换气次数不应小于12 次/h”,综合考虑上述两条内容,对于地下室或地上不对外开窗的密闭厨房应该设置事故排风系统,事故排风量按换气次数12 次/h 计算。对于规范中规定应有“独立的事故机械通风设施”,不是指厨房设置的事故排风不能和排风系统合用,而是指若干个厨房不能合用一个事故排风系统,防止爆炸性气体从某一个发生事故的厨房泄露至其他安全的厨房,造成安全隐患。因而,设计时可以考虑厨房区域的机械排风系统兼作事故排风系统,平时排除厨房区域的废气,燃气泄露时通过燃气探测器报警并联锁开启该排风机排除厨房区域的可燃气体。在上文1.2 节中提到厨房的排风系统取15 次主要也是为了满足排风系统兼用事故排风的目的。
1.5 通风井道面积的计算
排油烟管道风速取小了无法带走排气中的油滴;取大了阻力太大,排风量下降,势必减小了各油烟罩的面风速,也是无法有效排油。根据《全国民用建筑工程设计技术措施——暖通空调·动力》(2009版)第4.2.10 条第2款,“风管风速不应小于8m/s,且不宜大于10m/s”,以此风速计算排油烟风管尺寸;排风管和送风管风速取6~8 m/s。为了送排风的可靠性,通风井道内一般都考虑内衬铁皮风管,风管在井道内的布置应有一定的空间,需考虑与井道壁或其他风管的间距在125~150mm。
对于这些商业建筑,业主考虑的是商业经济大化,因而,送排风井道的布置在考虑通风效果的同时,也要考虑对上部楼层商业布置的影响,以及考虑到临街主立面开设百叶是否会受限制,争取做到暖通专业和建筑专业的“双赢”。
2 空调系统设计
餐饮区域空调的特点是使用时间比较集中、人员密度大、新风量大和高峰空调负荷大。空调冷热源形式的选择需要考虑餐饮运行时间与商场整体运行时间是否一致。如果运行时间一致,则餐饮区域可以使用整个大楼的冷热源,即合用能源中心的冷热水,但需在供至各餐饮区域的空调冷热水支管上设置分户能量计,以便费用核算,避免“不用白不用的”浪费现象;如果运行时间不一致(即晚上商场停业后餐饮还需营业),则餐饮需要设置独立冷热源,否则和大商业合用冷热源会产生夜间大马拉小车的情况。在长江流域或以南地区,为了省去常规空调中冷冻机房和锅炉房的面积,一般会考虑采用风冷热泵空调系统或者多联机空调系统,主机均布置在屋面;对于北方地区,由于风冷热泵和多联机这两类冷热源冬季运行COP较低,因而可以考虑夏季单独设置一套小容量冷水机组,如果没有市政热源时冬季还需要设置锅炉,冷热源机房提供的冷热水通过管网供至各个餐饮店铺,并设置分户能量计。
餐饮空调设计中另一个需要注意的要点是风量平衡。由于餐饮区域厨房排风量比较大,形成较大负压,餐厅区域的空调系统送入的新风有很大一部分已经通过厨房的各处门洞流向了厨房区域并排出室外,因而,餐厅区域的排风量不能简单的仅考虑新风量的多少,更应注意到其中一部分新风已经流向了厨房,以防空调季节时餐饮区域排风过量形成负压,周边区域温度较高或较低的空气侵入,增加了空调冷热能耗。
3 燃气系统设计
国内大部分地区的燃气管道系统不是由设计院承担设计,而是由当地市政燃气公司负责设计,但如果设计院在施工图设计时不提前考虑燃气管道的走向,势必会对以后的燃气施工带来很大的麻烦。
当燃气管道经过不用气房间时必须提前预留燃气管道井,天然气管道井内每隔2~3 层应用不燃材料作防火分隔,在立管穿过分隔层的四周留有适当空隙,管道井底部设带有电动防火阀的进风百叶,顶部设百叶窗与大气相通。当燃气水平管敷设在吊顶中时,且吊顶内设有可能产生明火的电气设备或空调回风管时,燃气干管宜设在与吊顶底平的“n”型管槽内,管槽底宜采用可拆卸式活动百叶或带孔板,以免积气带来安全隐患(见图1),燃气管道吊顶内隐蔽安装。
4 工程实例
下面结合苏州某一购物中心对上述设计内容进一步描述。
工程概况:地上5 层,地下2 层,其中地上5 层为商铺、超市、餐饮、影院及办公用房,地下2 层为车库和机电用房;建筑面积约72000m2,商场1 层和2 层局部分散布置了肯德基和必胜客等5 家餐饮客户,4 层有8 家中餐厅,这些餐饮面积总计约6365 m2。
由于这些餐饮区域营业时间和大楼不一致,并结合业主和物业管理公司的建议,在这些区域选用了方便、灵活的多联机空调系统,各个餐饮店铺空调均自成系统,可独立控制运行,也方便分户计量,空调外机设置在店铺对应的屋顶。施工图设计时,根据负荷计算先预留空调用电量,待小业主招商确定后根据自身装修风格安装不同的空调室内机形式。
图2 为4层局部一个餐饮店铺的通风和空调的预留,及对应井道的预留,图3 为店铺的通风空调设备在屋顶的预留。该餐饮店铺总面积270m2,按1/3 餐饮区域作为厨房区域,即厨房面积90m2,餐厅180 m2。
总排风量:90×3×60=16 200 m3/h
排油烟风量:90×3×45=12 150 m3/h
排油烟风管:0.7m×0.5 m(风速约10 m/s)
排风量:90×3×45=4 050 m3/h
排风风管:0.4 m×0.4 m(风速约7 m/s)
补风量:16200×0.8=12960m2
补风风管:1.0 m×0.5 m(风速约7m/s)
同时考虑井道中还需设置多联机空调冷媒管,总计预留该井道3050mm×850 mm。
空调系统:根据负荷计算,空调负荷在350 W/m2左右,总空调冷负荷180×350=63 kW,餐厅部分预留多联机空调电量约22 kW。
5 结语
1)厨房总排风量按厨房区面积换气次数60 次计算,其中的45 次作为厨房排油烟风量,其余15 次作为厨房的排风系统,排风系统可以兼作密闭厨房时的事故排风。送风量按排风量的80%左右考虑。
2)餐饮运行时间与商场整体运(行时间不一致时,餐饮区域一定要设置独立的空调冷热源,避免夜间大马拉小车的浪费现象。
3)在前期建筑方案阶段,对于没有对外开窗的密闭餐饮店铺,应与建筑专业协调尽可能规划为不使用燃气的轻型餐饮,避免密闭房间使用燃气系统带来的安全隐患。