Вентиляция ресторана

Рассмотрим пример как осуществляется вентиляция ресторана. В рассматриваемом случае ресторан имеет два зала — зал для курящих и зал для некурящих. Для помещения ресторана характерна плотная расстановка мест для посетителей. Это типичный случай, в котором определяющим параметром является качество воздуха в ресторане.

Описание ресторана

Размеры помещения для вентиляции ресторана
Общая площадь ресторана	132 м2
Высота помещения ресторана	3,0 м
Объем помещения ресторана	396,0 м2
Максимальное количество людей в ресторане
Курящих	48 чел.
Некурящих	48 чел.
Работников ресторана	6 чел.
Максимальное количество посадочных мест	102
Площадь на одного посетителя	1,38 м2

Критерии проектирования вентиляции ресторана

Температура воздуха в зоне обслуживания
Max температура воздуха	260С
Min температура воздуха	200С
Расчетная температура воздуха	230С
Max вертикальный температурный градиент	2,00С/м

Требования владельца ресторана к качеству воздуха:

• соответствие законодательным предписаниям (в большинстве стран имеются национальные требования для расхода вентиляционного воздуха на одного посетителя ресторана);

• хорошее качество воздуха;

• минимизация воздействия табачного дыма на некурящих.

Стратегия вентиляции ресторана

Основной проблемой для вентиляции ресторана в зале для курящих является качество воздуха. Хотя применение вытесняющей вентиляции дает хорошие результаты, этого может быть не достаточно для обеспечения требуемого качества воздуха для некурящих посетителей ресторана. Вентиляция ресторана должна быть спроектирована таким образом, чтобы из зала для курящих в зал для некурящих дым не поступал или поступал в минимальном количестве. Это обеспечивается за счет создания подпора воздуха (превышения расхода приточного воздуха над вытяжным) в зале для некурящих и разрежением в зале для курящих посетителей ресторана. Зона курения в ресторане (с учетом строительных элементов) должна быть организована таким образом, чтобы дым не попадал в зону для некурящих (см. рис.)

Расчет воздухообмена ресторана из условий обеспечения качества воздуха

Максимальное количество людей, одновременно находящихся в помещении ресторана, равно 102 чел. Принимая расход вентиляционного воздуха на одного человека равным 20 л/с, вычисляем расход воздуха, требуемый для стратификации загрязняющих веществ над головами сидящих людей:

q_S = 102 * 20 л/с = 2 040 м/с (7 344 м³/ч)

Расчет воздухообмена из условий обеспечения теплового комфорта

Приведенные в таблице данные о теплопоступлениях в помещении показывают, что почти 90% теплопоступлений приходится на посетителей.

Люди	102 чел.	85 Вт/чел.	8670 Вт	65,7 Вт/м2
Освещение	12 ламп	100 Вт/чел.	1200 Вт	9,1 Вт/м2
Итого			9870 Вт	74,8 Вт/м2

В обычный день ресторан открыт на пару часов в обеденное время и гораздо дольше работает вечером. Расход воздуха, требуемый для отвода избыточного тепла, должен определяться с учетом тепла, аккумулируемого элементами конструкции здания.

Для данного примера предполагается, что аккумулирование тепла строительными конструкциями сокращает потребность в охлаждении воздуха на 40%. Таким образом, тепловая нагрузка системы вентиляции составит:

Ф_net = 0,6*9,87 кВт = 5,92 кВт

Что соответствует удельной тепловой нагрузке 44,9 Вт/м².

Высота помещения равна 3 метра. Вертикальному температурному градиенту 2 °С/м соответствует разность температур воздуха у пола и потолка 6 °С. С учетом «правила 50 %» находим, что разность температур приточного и вытяжного воздуха составляет 12 °С.

Однако, учитывая, что большинство воздухораспределителей не создают сквозняков у пола при меньшем перепаде температур, величина в 12 °С представляется завышенной. Примем максимальную разность температур приточного и вытяжного воздуха:

ΔΘ = t_E – t_S = 10⁰C

График температур для этого случая показан на рисунке.

Учитывая все сказанное, находим расход вентиляционного воздуха:

q_S = 490 л/с (1 770м³/ч)

Комментарий: Максимальное значение разности температур 10 °С приточного и вытяжного воздуха сходна с величиной, обычно применяемой для смесительной вентиляции. Таким образом, объемный расход воздуха, требуемого для отвода избыточного тепла одинаков как для вытесняющей, так и для смесительной вентиляции.

Результаты расчета воздухообмена

Расход вентиляционного воздуха

При сравнении расхода вентиляционного воздуха, определенного по требованиям к качеству воздуха и теплового комфорта, находим, что для обеспечения качества воздуха требуется расход 20 л/(с*чел.), в то время как расход для обеспечения теплового комфорта существенно ниже.

Поэтому был выбран компромисс q_S = 10 л/(с*чел.), что соответствует разности температур приточного и вытяжного воздуха 4,9 ~ 5 °С. При таких условиях обеспечивается приемлемое качество воздуха при полностью заполненном ресторане и допустимая разность температур. Однако большую часть времени ресторан заполнен только наполовину, и в этом случае расход воздуха может доходить до 20 л/(с*чел.), что определяет отличное качество воздуха.

Расчетное качество воздуха

Сидящий человек выделяет углекислого газа около 20 л/чел. С0₂ в час или 0,006 л/с. Предположив, что концентрация углекислого газа С0₂ в приточном (наружном) воздухе составляет c_S = 350 ррт, мы можем вычислить концентрацию углекислого газа С0₂ в вытяжном воздухе, с_E (см. таблицу). Помним при этом, что качество воздуха в зоне дыхания выше, чем в вытяжном воздухе.

Расчетное качество воздуха для системы вентиляции ресторана

		При min расходе	При max расходе
Объемный расход воздуха на человека	qS/n	10 л/с	20 л/с
Увеличение концентрации СО2	CE – CS	600 ppm	300 ppm
Концентрация СО2 в вытяжном воздухе	СE	950 ppm	650 ppm

Расчетные значения температуры воздуха для системы вентиляции ресторана

Расход воздуха	QS	1020л/с = 3672 м3/ч
Разность температур вытяжного и приточного воздуха	tE – tS	4,90С
Температура воздуха на уровне пола	tF	22,20С
Температура приточного воздуха	tS	19,80С
Температура вытяжного воздуха	tE	24,70С
Средний вертикальный градиент температур	S	0,80С/м
Температура воздуха на высоте 1,1 м от пола	t1,1М	230С
Разность температур воздуха на высоте 1 м от пола и в приточном воздухе	t1М – tS	3,30С

Расчетные значения температур

Расчетные данные по температуре воздуха для выбранного расхода представлена в таблице и на рисунке.

Расход воздуха	Общий qS, л/с	На человека qS/n, л/(с*чел.)	На единицу площади помещения
			л/(с*м2)	м3/(ч*м2)
По качеству воздуха	2040	20,0	15,45	55,6
По тепловому комфорту	490	4,8	3,71	13,4
По национальным стандартам	—	—	—	—
Расчетный расход	1020	10	7,73	27,8
Кратность воздухообмена	9,3 ч-1

Размещение воздухораспределителей в ресторане

Места расположения воздухораспредели­телей (BP)

При определении мест установки возду­хораспределителей следует помнить, что многие рестораны в течение срока службы вентиляционной системы могут модифицироваться несколько раз. Поэтому воздухора­спределители и воздуховоды должны размещаться таким образом, чтобы при реконструкции помещения вентиляционная система требовала лишь небольших изменений. Более того, при проектировании вентиляционной системы не должно выдвигаться требований, убрать или переставить мебель из тех или иных мест, если управляющий ресторана полагает наиболее целесообразным размещение мебели именно в этих местах.

Воздухораспределители размещаются вблизи двух колонн, BP I и BP 2, и в проходе за дверью между кухней и рестораном. BP 3. Возможно, в этих местах не будет столиков для посетителей, поэтому при необходимости примыкающая зона может быть большой. Воздухораспределители не устанавливаются у стен, так как в этом случае они могли бы находиться слишком близко к некоторым столикам.

Воздухораспределители BP 1 и BP 2

Воздухораспределители BP I и BP 2 устанавливаются, как показано на рисунке.

Рядом с двумя расположенными там колоннами шириной 0,7 м устанавливаются два полуцилиндрических настенных воздухораспределителя такого же диаметра. Сами воздухораспреде­лители показаны на рисунке.

На рисунке представлена диаграмма примыкающей зоны для таких воздухораспределителей.

На плане посадочных мест видно, что ноги сидящих людей могут находиться не ближе чем 1,5 м от воздухораспре­делителя. Из рисунка можно понять, что каждый воздухораспределитель может подавать в зал воздух с расходом более 350 л/с. Несколько перестраховываясь из соображений безопасности, выбираем значение расхода BP I и BP 2:

q_S= 320 л/с

Некоторые места расположены ближе чем 1,5 м от BP 2. Для зашиты этих мест от сквозняка между ними и BP 2 устанавливаются перегородки.

Воздухораспределитель BP 3

На рисунке показана прямоугольная поверхность, отведенная для установки BP 3.

Ширина передней стороны поверхности равна 2,5 м, высота — 1,25 м. Расстояние между воздухораспределителем и ногами ближайшего посетителя около 1,5 м. На этой поверхности в качестве устройства BP 3 устанавливаются два плоских воздухораспределителя (см. рис.).

Каждый из них имеет размеры: высота 1,2 м, ширина 1,1 м, глубина 0,3 м. На рисунке представлена зависимость длины примыкающей зоны от расхода приточного воздуха при перепаде температур 3 °С. При длине примыкающей зоны 1,5 м каждая установка подает около 180 л/с, а обе — соответственно 360 л/с.

Комментарий: При установке двух или более воздухораспределителей близко друг к другу потоки воздуха из них сливаются, и примыкающая зона становится больше, чем у одного отдельно стоящего воздухораспреде­лителя. Принимая во внимание этот эффект, расход приточного воздуха для BP 3 уменьшен с 360 л/с до 320 л/с.

Общий расход вытяжного воздуха в помещении ресторана составляет 1020 л/с. Для предотвращения перемещения воздуха в зал для некурящих вытяжка из зала для курящих производится более интенсивно, чем из зала для некурящих. Кроме того, между двумя залами под потолком крепится завеса. Ее положение показано на рисунке.

Основные показатели проекта ресторана

Общий избыток тепла	74,8 Вт/м2
Избыток тепла, отводимый вентиляцией	45,5 Вт/м2
Расход вентиляционного воздуха	7.73 л/(с*м2)=27,8м3/(ч*м2) 10 л/(с*чел.)=36м3/(ч*чел.)
Кратность воздухообмена	9,3 ч-1

Вот такая вот вентиляция ресторана.