Prawidłowa wentylacja kuchni gastronomicznej

Proces projektowania systemu wentylacyjnego w kuchniach zbiorowego żywienia jest poważnym wyzwaniem. Problemy do pokonania do bardzo duże zyski ciepła i wilgoci, emisja tłuszczu, dymu, zapachów i zanieczyszczeń, duża koncentracja urządzeń kuchennych, duża ilość osób, niewielka wysokość pomieszczeń kuchni. Prawidłowo wyznaczone ilości powietrza wentylacyjnego w kuchni to kilkadziesiąt wymian powietrza na godzinę. Duże ilości powietrza powodują problemy związane z generowanym hałasem, przeciągami i prędkościami powietrza nawiewanego i wyciąganego w strefie przebywania ludzi.

Jak zaprojektować wentylację kuchni gastronomicznej

Obliczenia ilości powietrza wentylacyjnego dla kuchni profesjonalnej należy wykonywać w oparciu o wytyczne niemieckie – zgodnie z normą VDI 2052 (wersja 4/06). Normy VDI nie stosuje się do kuchni domowych lub małych kuchni komercyjnych o całkowitym obciążeniu mniejszym niż 25 kW. Obciążenie liczymy dla urządzeń, które generują ciepło lub parę (urządzenia do gotowania, zmywarki, itd.). W przypadku, gdy obciążenie kuchni jest mniejsze niż 25 kW, zalecany jest system wyciągowy.

Kuchnie i pomieszczenia pomocnicze są specjalnymi miejscami:

• przygotowywania i serwowania posiłków
• mycia naczyń i przyrządów kuchennych
• przechowywania żywności

Badania wykonane w Niemczech potwierdziły pojawianie się substancji szkodliwych w powietrzu niemal zawsze, gdy żywność poddawana jest obróbce cieplnej. Na rodzaj oraz ilość tych substancji wpływ mają przede wszystkim temperatura oraz ilość tłuszczu, a powstające opary są zagrożeniem dla zdrowia. Głównie to związki o działaniu rakotwórczym i mutagennym jak min.: krótkołańcuchowe aldehydy, a także formaldehydy, aldehydy octowe. Kuchnie zatem trzeba traktować jako miejsce, w których występują czynniki uciążliwe lub szkodliwe dla zdrowia. Projektując instalację wentylacyjną nie wolno ograniczyć się tylko do usuwania powietrza znad urządzeń termicznych ale i zapewnić odpowiedni nawiew powietrza do pomieszczeń kuchennych.

Norma VDI 2052 definiuje warunki cieplno-wilgotnościowe (Wykres nr. 1) jakie powinny obowiązywać w kuchni i pomieszczeniach przyległych do kuchni gorącej. Temperatura powietrza w pomieszczeniu powinna wynosić co najmniej 18^oC  i nie powinna przekraczać 26^oC (z wyjątkiem krótkich, sezonowych przekroczeń temp.). Nie ma jednoznacznych danych odnośnie dolnego progu wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu. Wilgotność względna powietrza na poziomie 30% jest traktowana jako akceptowalny limit. Górny limit zawartości wilgoci w powietrzu wynosi 11,5g wody na kg suchego powietrza. Kierując się powyższymi wytycznymi, otrzymujemy obszar, który definiuje nam zapewnienie odpowiednich warunków komfortu w kuchni (obszar zaznaczony na zielono).

 

Wykres 1. Jakość powietrza w pomieszczeniu kuchni.

 

W wytycznych określone są również wartości wymaganej temperatury powietrza ze względów higienicznych jakie powinny panować w pomieszczeniach kuchennych (Tabela nr.1) jak i zależność temperatura – wilgotność względna w strefie przebywania ludzi (Tabela nr.2).

Tabela nr 1. Wartości wymaganej temperatury powietrza.

 

Tabela nr 2. Wilgotność względna powietrza w strefie przebywania ludzi.

 

Prędkość powietrza w rozpatrywanym obszarze zależy od temperatury powietrza w pomieszczeniu, turbulencji przepływu, stopnia aktywności i izolacyjności cieplnej odzieży. Przyjmujemy, że personel kuchni nosi ubrania o średniej izolacyjności 0,6 clo. W przypadku wyższego przepływu powietrza na m² podłogi, prędkości przepływu powietrza muszą być zgodnie z krzywą ( Wykres nr.2).

Wykres nr 2. Dopuszczalne prędkości przepływu powietrza w funkcji temperatury powietrza w pomieszczeniu.

 

Poziom ciśnienia akustycznego emitowany od systemu wentylacyjnego i klimatyzacyjnego, mierzony na wysokości 1,7m powyżej podłogi powinien się znajdować w przedziale 50 db(A) – 60 db(A). W miejscu gdzie posiłki są wydawane z otwartej lady kuchennej, poziom ciśnienia akustycznego nie może przekraczać 50 db(A). Przekroczenie tej wartości o 5 dB  jest dopuszczalne, gdzie naczynia i garnki są myte.

Jeśli to możliwe, wszystkie przepływy (nawiew i wywiew powietrza) powinny być zbilansowane w całej kuchni. Niewielkie podciśnienie może być utrzymywane w kuchni aby uniknąć rozprzestrzeniania się zapachów. Temperatura powietrza nawiewanego w kuchniach gorących nie powinna być niższa niż 19^oC. Norma VDI 2052 zabrania stosowania recyrkulacji powietrza. System wentylacji i klimatyzacji powinny działać na powietrzu zewnętrznym (czystym). Należy stosować dwu stopniową filtrację, z filtrem wstępnym klasy F5 lub wyższym oraz głównym filtrem F7 lub wyższym, najlepiej klasy F9.

Do wykonania projektu wentylacji kuchni potrzebujemy informacji o:

• typie kuchni
• typie urządzeń i całkowitym obciążeniu
• liczbie dań serwowanych
• lokalizacji urządzeń i wymiarach
• współczynniku jednoczesności, czasu pracy,
• wysokości wychwytywania cząstek
• rodzaju nawiewu powietrza
• Swobodny strumień konwekcyjny tworzy się nad urządzeniami kuchennym ze względu na różnice temperatury lub gęstości. Model przepływu jest ustalony przez konwekcyjną ilość ciepła.

Ilość ciepła konwekcyjnego jest obliczana z poniższego równania:

Q_s,k = 0,5 x P x Q_s,  [W]

 

Gdzie:
P – moc zainstalowana urządzenia kuchennego [kW]
Q_s – zyski ciepła jawnego [W/kW], wg tabeli A1 w normie VDI 2052
Strumień konwekcyjny znad urządzeń kuchennych jest obliczany zgodnie z równaniem:

V _th = k x Q 1/3 _s,k x (z + 1,7 x d_hydr ) 5/3 x  r x φ,   [m³/h]

Gdzie:
k- stała, wyznaczana empirycznie, k = 18 m^4/3W ^-1/3h^-1
z-wysokość nad źródłem ciepła/blokiem kuchennym, [m]
d_hydr– średnica hydrauliczna źródła ciepła/bloku kuchennego
d_hydr = 2 x L x B / (L + B),   [m]
L-długość źródła ciepła/bloku kuchennego,[m]
B-szerokość źródła ciepła/bloku kuchennego,[m]
r-współczynnik zmniejszający wynikający z ustawienia źródła ciepła

φ- współczynnik jednoczesności pracy urządzeń, Tabela A2 w normie VDI 2052

 

 

 

 

 

Zaburzenia przepływu termicznego prowadzą do wypłukiwania strumienia. W zależności od typu powietrza nawiewanego należy zastosować odpowiedni współczynnik wypłukiwania a.

V_Erf = V _th x a,  [m³/h]

 

 

Podczas procesów cieplnych odbywających się w kuchni powstają substancje gazowe lub aerozole. Powstające prądy konwekcyjne nad obszarem gotowania transportują uwalniane zanieczyszczenia powietrza do góry. Strumień konwekcyjny powietrza ma charakter prądu impulsowego. Poprzez przekazywanie energii do otoczenia strumień konwekcyjny zasysa powietrze z pomieszczenia i miesza się z nim. W efekcie powiększa się objętość konwekcyjnego strumienia. Na przyrost tej objętości ma wpływ rozmieszczenie urządzeń w pomieszczeniu. Największy przyrost występuje przy swobodnym rozmieszczeniu urządzenia w środku pomieszczenia – powietrze jest zasysane całym obwodem. Mniejszy strumień konwekcyjny tworzy się, gdy urządzenie umieszczone jest przy ścianie.

 

Przy określaniu strumienia powietrza wywiewanego zawsze należy przeprowadzić obliczenia kontrolne sprawdzające wzrost wilgotności w powietrzu wywiewanym dla każdego urządzenia kuchennego. Obliczenia te wykonuje się aby zapobiec nadmiernemu wzrostowi wilgotności i uchronić instalację przed wykraplaniem wilgoci w kanałach wywiewnych:

 

Gdzie:

m_d- zyski wilgoci urządzenia kuchennego/bloku kuchennego, [g/h]
(X_ABL - X_ZUL)- różnica wilgotności bezwzględnej powietrza wywiewanego i nawiewanego =6g/kg suchego powietrza, ≤16,5 g/kg suchego powietrza.
φ – gęstość powietrza,=1,2kg/m³

Większa wartość ilości powietrza wentylacyjnego pomiędzy V_Erf  i V_ABL  jest przyjmowana do końcowych obliczeń.

Powyższa metoda obliczania ilości powietrza wentylacyjnego jest zasadna, gdy mamy wszystkie potrzebne dane o kuchni. Jeśli nie mamy takich informacji, przy wstępnych obliczeniach możemy się posłużyć poniższym wykresem, który określa ilość powietrza wentylacyjnego w zależności od typu kuchni w przeliczeniu na m2 podłogi. Jakkolwiek przy szczegółowych obliczeniach, każdorazowo należy wykonać obliczenia ilości powietrza zgodnie z całym algorytmem obliczeniowym.

 

 

Norma VDI 2052 określa również ilości powietrza wentylacyjnego ze względów higienicznych dla pomieszczeń pomocniczych.

 

 

*) The Workplace Guidelines shall be observed

Kompletny system do kuchni komercyjnych w oparciu o projekt (obliczenia zgodne z normą VDI2052), montaż, serwis i uruchomienie oferuje firma Klimaoprema Polska. Rozwiązanie w postaci sufitu wentylacyjnego GIF zapewnia pokrywanie elementami wyciągowymi i nawiewnymi jak największych powierzchni. Zastosowanie wielkopowierzchniowego sufitu wentylacyjnego pozwala na uzyskanie bardzo intensywnej wymiany powietrza bez efektu przeciągów. Sufit wentylacji kuchennej GIF to jedyne na rynku polskim rozwiązanie działające w „systemie otwartym”. Oznacza to, że cała przestrzeń ponad sufitem pozostaje niezabudowana, niewykończona. Wszelkie płytki, gładzie i malowania wykonywane są tylko do wysokości sufitu. Przestrzeń nad sufitem zostaje podzielona na części nawiewne oraz wyciągowe (strefy), a kanały wentylacyjne doprowadzane są tylko do ich obrzeży. Poszczególne kasety sufitu wentylacyjnego ułożone są na podwieszonym stelażu. Wyróżnić możemy aktywne kasety wyciągowe (zwykłe i wysokiej wydajności), kasety nawiewne zwykłe i wytłumione, oraz kasety bez funkcji powietrznej. W skład sufitu wentylacyjnego wchodzą także lampy oświetleniowe, w tym także oświetlenie LED.

Podczas gotowania, smażenia powstają znaczne ilości cząsteczek tłuszczu w wyniku procesów termicznych zachodzących w kuchni. Powszechnie występującym problemem jest sprawa niepożądanego zapachu. System lamp UV-C GIF pozwala na spełnienie wszystkich wymagań jakości powietrza. Naświetlenie intensywnym promieniowaniem UV-C a następnie utlenianie pozwala na bezpośrednie utlenienie cząsteczek tłuszczu. W konsekwencji następuje redukcja zapachów oraz zmniejszenie ryzyka pożaru, rozwoju pleśni na skutek występowania złoża tłuszczy co pozwala na zastosowanie systemu odzysku ciepła. Aktywne kasety filtracyjne wykorzystują w swym działaniu zjawiska fizyczne bezwładności masowej w filtrze labiryntowym oraz efektu wykraplania dzięki różnicy temperatury między przestrzeniami nad i pod sufitem. Efekt filtrowania uzyskany w kasetach sufitu wentylacyjnego GIF pozwala na uniknięcie zabrudzenia instalacji wentylacyjnej oraz przestrzeni międzysufitowej (sprawność filtracji 97%). Po przejściu powietrza przez kasetę filtracyjną następuje drugi etap filtracji, uzyskiwany w przestrzeni międzysufitowej. W spokojnie przepływających masach powietrza następuje wytrącenie pozostałych nieczystości na górną powierzchnię kaset filtracyjnych. Na koniec powietrze jest oczyszczone do takiego stopnia, że nie określa się żadnych szczególnych wymagań co do materiałów, sposobu konserwacji i czyszczenia kanałów. System GIF jest jedynym rozwiązaniem wentylacji kuchni pozwalającym na zastosowanie technologii odzysku ciepła wentylacyjnego w krzyżowych wymiennikach rekuperacyjnych bez żadnych dodatkowych wymagań.

Bardzo ważną cechą sufitu wentylacyjnego GIF jest łatwość jego czyszczenia uzyskana dzięki rastrowej konstrukcji. Poszczególne kasety o wymiarach 500×500 mm są w celu czyszczenia demontowane bez użycia narzędzi przez pracowników kuchni. Kasety sufitu mogą być myte w standardowych zmywarkach. Pozostałe elementy konstrukcji sufitu zmywane są ręcznie. Tak przebiegający proces gwarantuje higieniczną czystość przy niewielkim nakładzie czasu i środków. Zaopatrzenie w niewielką ilość kaset zastępczych daje możliwość systematycznego czyszczenia sufitu bez przerywania pracy w kuchni.

 

 

 

Cechy sufitu wentylacyjnego GIF:

• nieskomplikowana instalacja wentylacyjna nad sufitem
• możliwość zastosowania odzysku ciepła (rekuperacji)
• największa możliwa do zrealizowania powierzchnia aktywna
• bardzo duża efektywność i ilość filtrów tłuszczowych
• wielkopowierzchniowy, laminarny nawiew powietrza świeżego
• brak powierzchni nieaktywnych oraz możliwości wykraplania się na nich wilgoci
• brak niewentylowanych powierzchni ponad sufitem
• możliwość automatycznego mycia w zmywarkach 95% powierzchni elementów sufitu
• brak konieczności użycia specjalistycznych ekip do kompleksowego czyszczenia
• możliwość rewizji ponad przestrzeń sufitu w dowolnym miejscu
• duża elastyczność rozwiązania oraz możliwość wprowadzania zmian
• bezpieczeństwo pożarowe (certyfikat TÜV, ULC,TNO) 
• Atest PZH, deklaracja zgodności, certyfikat HACCP

 

Sufit GIF znacznie poprawia wizerunek kuchni i nadaje jej bardzo profesjonalnego charakteru. Jest przy tym elastyczny, dzięki czemu dążenie do idealnej wymiany powietrza w kuchni nie koliduje w żaden sposób z wyrafinowanymi pomysłami architektonicznymi.

 

 

Autorzy:
mgr inż. Sławomir Milewski
mgr inż. Łukasz Dalecki

 

 

Zobacz ofertę