1.本发明涉及建筑设计技术领域，具体涉及一种排油烟道设计方法及系统。
背景技术：2.近年，新建超高层住宅项目越来越多，塔楼高度也不断突破，而适用于住宅厨房排油烟道的现行规范、标准或图集，其最大负担高度或楼层数，已不满足当前设计所需，且不同项目的排油烟系统各不相同，塔楼高度超过了可参照规范或图集选择的范围后，如何确定排油烟系统及烟道尺寸已成为项目的设计难点。
技术实现要素：3.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的确定排油烟系统及烟道尺寸的方法已不适应于当前建筑设计所需的缺陷，从而提供一种排油烟道设计方法及系统。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.第一方面，本发明实施例提供一种排油烟道设计方法，包括如下步骤：根据当前烟道初始尺寸值、预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式、预设热压差，计算得到烟道总阻力值；根据排油烟罩的性能曲线图及烟道总阻力值，判断当前烟道初始尺寸值是否满足预设条件；若当前烟道初始尺寸值不满足预设条件，则基于预设步长修改当前烟道初始尺寸值，并返回“根据当前烟道初始尺寸值、预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式、预设热压差，计算得到烟道总阻力值”的步骤，直到当前烟道初始尺寸值满足预设条件。
6.在一实施例中，根据当前烟道初始尺寸值、预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式、预设热压差，计算得到烟道总阻力值的过程，包括：根据当前烟道初始尺寸值、预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式，计算排油烟管道的阻力；将排油烟管道的阻力与预设热压差的差值，作为烟道总阻力值。
7.在一实施例中，建立预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式的过程，包括：根据烟气密度、每段排油烟道沿程阻力系数、当前烟道初始尺寸值、每段排油烟道内风速及其所处的建筑层高，计算每段排油烟道的沿程阻力；基于每段排油烟道的沿程阻力、同时开机的用户数、住宅总层数，计算得到预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式。
8.在一实施例中，预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式为：
[0009][0010]
式中，pm为预设等截面排油烟道总沿程阻力损失，ρ为烟气密度，λi为第i段排油烟道沿程阻力系数，de为当前烟道初始尺寸值，vi为第i段排油烟道内风速，li为每段排油烟道所处的建筑层高，l为建筑层高，n为住宅总层数，n为同时开机的用户数，i＝1,2,
…
,k，k为排油烟道段数。
[0011]
在一实施例中，预设热压差的计算公式为：
[0012]
δp＝(ρ
0-ρi)
·g·h[0013]
式中，
△
p为预设热压差，ρ0为开机楼层高度处空气密度，ρi为屋面排油烟口高度处空气密度，g(kg/m3)为重力加速度，h(m)为开机住户与屋面排油烟口的高差。
[0014]
在一实施例中，根据排油烟罩的性能曲线图及烟道总阻力值，判断当前烟道初始尺寸值是否满足预设条件的过程，包括：根据排油烟罩的性能曲线图，得到预设风量对应的风压；判断预设风量对应的风压是否大于烟道总阻力值。
[0015]
在一实施例中，若当前烟道初始尺寸值不满足预设条件，则基于预设步长修改当前烟道初始尺寸值的过程，包括：若预设风量对应的风压小于烟道总阻力值，判定当前烟道初始尺寸值不满足预设条件，并基于预设步长增大当前烟道初始尺寸值。
[0016]
第二方面，本发明实施例提供一种排油烟道设计系统，包括：烟道总阻力值计算模块，用于根据当前烟道初始尺寸值、预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式、预设热压差，计算得到烟道总阻力值；判断模块，用于根据排油烟罩的性能曲线图及烟道总阻力值，判断当前烟道初始尺寸值是否满足预设条件；调整模块，用于若当前烟道初始尺寸值不满足预设条件，则基于预设步长修改当前烟道初始尺寸值，并返回“根据当前烟道初始尺寸值、预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式、预设热压差，计算得到烟道总阻力值”的步骤，直到当前烟道初始尺寸值满足预设条件。
[0017]
第三方面，本发明实施例提供一种计算机设备，包括：至少一个处理器，以及与至少一个处理器通信连接的存储器，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行本发明实施例第一方面的排油烟道设计方法。
[0018]
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行本发明实施例第一方面的排油烟道设计方法。
[0019]
本发明技术方案，具有如下优点：
[0020]
本发明提供的排油烟道设计方法及系统，根据当前烟道初始尺寸值、预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式、预设热压差，计算得到烟道总阻力值；根据排油烟罩的性能曲线图及烟道总阻力值，判断当前烟道初始尺寸值是否满足预设条件；若当前烟道初始尺寸值不满足预设条件，则基于预设步长修改当前烟道初始尺寸值，并返回“根据当前烟道初始尺寸值、预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式、预设热压差，计算得到烟道总阻力值”的步骤，直到当前烟道初始尺寸值满足预设条件，从而得到满足条件的烟道初始尺寸，并且按本发明推荐的烟道尺寸表及排油烟罩布置原则，既可保证排放效果，又尽量减少了井道占用面积。
附图说明
[0021]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]
图1为本发明实施例提供的排油烟道设计方法的一个具体示例的流程图；
[0023]
图2为本发明实施例提供的排油烟道设计方法的另一个具体示例的流程图；
[0024]
图3为本发明实施例提供的排油烟道设计方法的另一个具体示例的流程图；
[0025]
图4为本发明实施例提供的某品牌排油烟罩性能曲线图；
[0026]
图5为本发明实施例提供的烟道内速度分布图；
[0027]
图6为本发明实施例提供的烟道内压力分布图；
[0028]
图7为本发明实施例提供的排油烟道设计系统的一个具体示例的组成图；
[0029]
图8为本发明实施例提供的计算机设备一个具体示例的组成图。
具体实施方式
[0030]
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0032]
实施例1
[0033]
本发明实施例提供一种排油烟道设计方法，如图1所示，包括步骤s11～步骤s13，具体如下：
[0034]
步骤s11：根据当前烟道初始尺寸值、预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式、预设热压差，计算得到烟道总阻力值。
[0035]
具体地，如图2所示，得到烟道总阻力值由具体步骤s21～步骤s22执行，如下：
[0036]
步骤s21：根据当前烟道初始尺寸值、预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式，计算排油烟管道的阻力。
[0037]
步骤s22：将排油烟管道的阻力与预设热压差的差值，作为烟道总阻力值。
[0038]
具体地，本发明实施例首先设置当前烟道初始尺寸值，该初始尺寸值可以依据现有技术中常用的烟道尺寸进行设置，之后根据当前烟道初始尺寸值及预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式，计算得到排油烟管道的阻力，并根据排油烟管道的阻力、预设热压差，计算得到烟道总阻力值。
[0039]
具体地，对于排油烟管道的阻力p(pa)，其由排油烟道总沿程阻力损失pm(pa)及排油烟道总局部阻力损失pj(pa)计算得到：
[0040]
p＝pm+pjꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0041]
在实际应用中，由于总局部阻力损失近似于总沿程阻力损失，故可将式(1)简化为下式：
[0042]
p＝2
·
pmꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0043]
因此，只要计算得到排油烟道总沿程阻力损失，即可得到排油烟管道的阻力p(pa)，具体地，如图3所示，建立预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式的过程，包括步骤s31～步骤s32，具体如下：
[0044]
步骤s31：根据烟气密度、每段排油烟道沿程阻力系数、当前烟道初始尺寸值、每段排油烟道内风速及其所处的建筑层高，计算每段排油烟道的沿程阻力。
[0045]
具体地，每段排油烟道的沿程阻力p
mi
计算公式如下：
[0046][0047]
式中，ρ为烟气密度，λi为第i段排油烟道沿程阻力系数，de为当前烟道初始尺寸值，vi为第i段排油烟道内风速，li为每段排油烟道所处的建筑层高，i＝1,2,
…
,k，k为排油烟道段数。
[0048]
步骤s32：基于每段排油烟道的沿程阻力、同时开机的用户数、住宅总层数，计算得到预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式。
[0049]
具体地，根据式(2)，则预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式为：
[0050][0051]
式中，pm(pa)为预设等截面排油烟道总沿程阻力损失，ρ(kg/m3)为烟气密度，λi为第i段排油烟道沿程阻力系数，de(m)为当前烟道初始尺寸值，vi(m/s)为第i段排油烟道内风速，li(m)为每段排油烟道所处的建筑层高，l(m)为建筑层高，n为住宅总层数，n为同时开机的用户数，i＝1,2,
…
,k，k为排油烟道段数。
[0052]
现对式(4)进行简化，因为pm∝
v2,所以且当i＝0时，v0＝0,因此
[0053][0054]
又因为
[0055][0056]
其中，r
mi
为烟道比摩阻，则式(4)可以简化为：
[0057][0058]
式中，r
mp
(pa/m)为对应于系统总排风量的烟道比模组。
[0059]
对于上述公式中的第i段排油烟道沿程阻力系数，可按希夫林松公式计算得到，如下：
[0060]
λi＝0.11
·
[k/d]
0.25
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0061]
式中，k(mm)为当量粗糙度。
[0062]
对于上述公式中的同时开机的用户数n可有由燃气具的同时使用系数及总楼层数确定，将二者的乘积作为同时开机的用户数。
[0063]
具体地，因室外风向和风速时常变化，为非稳定因素，且作用于排油烟口处所形成的影响较难数据化分析计算，因此本发明实施例对风压不予考虑。热压是因空气密度差所形成的压差，对于热压的作用，对于各层开机住户，预设热压差的计算公式为：
[0064]
δp＝(ρ
0-ρi)
·g·hꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0065]
式中，
△
p为预设热压差，ρ0为开机楼层高度处空气密度，ρi为屋面排油烟口高度处空气密度，g(kg/m3)为重力加速度，h(m)为开机住户与屋面排油烟口的高差。
[0066]
步骤s12：根据排油烟罩的性能曲线图及烟道总阻力值，判断当前烟道初始尺寸值是否满足预设条件。
[0067]
具体地，本发明实施例的排油烟罩的性能曲线图为不同风量下的风压值的曲线图，在判断当前烟道初始尺寸值是否满足预设条件之前，根据排油烟罩的性能曲线图确定预设风量下的风压值，根据该风压值及烟道总阻力值，判断当前烟道初始尺寸值是否满足预设条件。
[0068]
具体地，步骤s12的实施具体由步骤s41～步骤s42执行，如下：
[0069]
步骤s41：根据排油烟罩的性能曲线图，得到预设风量对应的风压；
[0070]
步骤s42：判断预设风量对应的风压是否大于烟道总阻力值。
[0071]
步骤s13：若当前烟道初始尺寸值不满足预设条件，则基于预设步长修改当前烟道初始尺寸值，并返回“根据当前烟道初始尺寸值、预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式、预设热压差，计算得到烟道总阻力值”的步骤，直到当前烟道初始尺寸值满足预设条件。
[0072]
具体地，若预设风量对应的风压小于烟道总阻力值，判定当前烟道初始尺寸值不满足预设条件，并基于预设步长增大当前烟道初始尺寸值，根据修改后的当前烟道初始尺寸值、预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式、预设热压差，计算得到烟道总阻力值，然后根据步骤s12确定的风压值及修改后的当前烟道初始尺寸值对应的烟道总阻力值，再次判断修改后的当前烟道初始尺寸值是否满足预设条件，如此循环，直至烟道初始尺寸值满足条件为止。
[0073]
具体地，根据相关规范条文要求：住宅厨房排气道每户排风量不应小于300m3/h、不大于500m3/h，且应防火、无倒灌。根据以上原则，本发明实施例将对最小和最大风量分别计算给出排油烟道尺寸。
[0074]
具体地，本发明实施例中，对上述方法的可实施性进行验证，其中，烟气密度ρ按照40℃空气取值；考虑水泥烟道制品的品控误差，当量粗糙度k值在0.5mm～1.5mm选择，以及矿渣混凝土风道为1.5mm，当量粗糙度k按照1.5mm计算；燃具同时使用系数可参照《城镇燃气设计规范》附表f选取，本发明实施例燃具同时使用系数按照0.363计算；开机楼层高度处(约20米)空气密度ρ0以深圳夏季时为1.123，冬季时为1.185计算；对于屋面排烟口高度处空气密度ρi的计算，本发明实施例以塔楼高度243米，排油烟口高于屋面约2米，同时一般海拔每升高100米，空气温度下降约0.6℃，则排烟口所在高度的温度比地面处降低约1.5℃，暂以深圳为例：夏季时ρi为1.128，冬季时ρi为1.191；不同的开机率及开机住户楼层分布，会造成中和面的位置变化，从而导致热压对各户的影响出现波动。为简化计算，考虑对每户各自开机时的热压差值进行计算，然后按所有楼层住户取平均值得到预设热压差，预设热压差暂以67层塔楼为案例，则热压的压差均值：夏季约为5.33pa，冬季约为6.39pa。取较不利值，即热压的影响压差值可减少烟道总阻力约为5.33pa。
[0075]
而对于不同品牌、不同型号的排油烟罩，其风量和风压各不相同，暂定验证案例项目住宅为精装交付，可实现统一标准采购，现考虑采用某品牌的排油烟罩，其性能曲线如图4所示。
[0076]
对于验证案例项目，现设置排油烟道初始尺寸为600x600mm，根据式(4)，可计算出不同排油烟罩风量下的烟道阻力如表1所示。
[0077]
表1
[0078][0079][0080]
由表1及图4可知，排风量在300m3/h时的风压为268pa，500m3/h时的风压为255pa。对比表1的烟道总阻力，可判定每户排风量为300m3/h时可排放，500m3/h时存在某些用户油烟排放不出的情况。因此烟道尺寸如何确定才合适，需进行进一步的验证。
[0081]
目前在建或将建住宅的总高度大多未超250m，住宅标准层层高一般按3m计，并控制建筑高度不超50m设置一个避难段，则总楼层数约为80层，其中包括4个避难层和76层住户标准层。利用本发明实施例的设计方法计算，由多层住宅至最高80层的超高层住宅，不同楼层数对应的烟道尺寸，详见以下4个表格，其中，表2为排风量300m3/h所需的等截面烟道尺寸选型表，适用于排气道设置在l型灶台相交处的统一装修房；表3为排风量300m3/h所需的变截面烟道尺寸选型表，适用于排气道设置在灶台端头处的统一装修房；表4为排风量500m3/h所需的等截面烟道尺寸选型表，适用于排气道设置在l型灶台相交处的统一装修房；表5为排风量500m3/h所需的变截面烟道尺寸选型表，适用于排气道设置在灶台端头处的统一装修房。
[0082]
表2
[0083][0084]
表3
[0085][0086]
[0087]
表4
[0088][0089]
表5
[0090][0091][0092]
表2及表5中l型变截面烟道构件外形边长，一侧为满足精装尺寸模块化要求，最大只能做到600mm，另外一侧则随楼层数变化。如项目无以上尺寸限制或要求不同，可根据上文公式自行进行烟道尺寸的计算，且建议长宽比不超过2。
[0093]
为确认以上烟道的排放效果，利用ansys cfd模拟软件对以上表格中不同尺寸的烟道排油烟效果进行了模拟验证，根据对模拟结果的分析得出：等截面烟道排放效果优于变截面烟道，且低区用户安装较大风量排油烟罩、高区住户采用较小风量排油烟罩利于整体的排放效果。但对于烟道尺寸按哪一档风量作为计算参数较难以确定。从开发商角度考虑，烟道按300m3/h风量确定尺寸，能减少占用建筑面积；从保障入住用户使用效果角度考
虑，烟道按500m3/h风量确定尺寸利于油烟排放。在以上模拟分析的基础上，建议新建项目折中采用按400m3/h风量确定的等截面烟道尺寸，且低区住户按500m3/h风量、中区住户按400m3/h风量、高区住户按300m3/h风量安装排油烟罩。按400m3/h风量计算的等截面烟道尺寸如表6所示，其cfd模拟验证结果如图5～图6所示。
[0094]
表6
[0095][0096][0097]
由图5可知，因按高中低三个区域选用了不同风量的排油烟罩，低区较大风量排油烟罩的排放速度较高，导致高区烟道内的风速整体高于按300m3/h和500m3/h风量确定的等截面烟道内风速，但速度分布图中的数据显示：最大速度约为7.2m/s，亦能满足排放要求。
[0098]
由图6可知，低区采用较大风量排油烟罩，导致低区及到高区后的烟道内压力较按300m3/h和500m3/h风量确定的等截面烟道内压力大，压力分布图中压力最高处约为117pa，但小于500m3/h风量时排油烟罩的风压255pa，因此油烟能够排放，且此方案既可保证排放效果，又尽量减少了井道占用面积。
[0099]
由以上模拟验证结果可知：对按400m3/h风量确定的等截面烟道尺寸，并采用高中低三个高度段住户采用不同风量排油烟罩的方案，可以满足排放需求。因此，表6可作为推荐使用的烟道尺寸选型表，且建议采用本发明实施例提供的排油烟罩设计方法。
[0100]
实施例2
[0101]
本发明实施例提供一种排油烟道设计系统，如图7所示，包括：
[0102]
烟道总阻力值计算模块1，用于根据当前烟道初始尺寸值、预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式、预设热压差，计算得到烟道总阻力值；此模块执行实施例1中的步骤s11所描述的方法，在此不再赘述。
[0103]
判断模块2，用于根据排油烟罩的性能曲线图及烟道总阻力值，判断当前烟道初始尺寸值是否满足预设条件；此模块执行实施例1中的步骤s12所描述的方法，在此不再赘述。
[0104]
调整模块3，用于若当前烟道初始尺寸值不满足预设条件，则基于预设步长修改当前烟道初始尺寸值，并返回“根据当前烟道初始尺寸值、预设等截面排油烟道总沿程阻力损失计算公式、预设热压差，计算得到烟道总阻力值”的步骤，直到当前烟道初始尺寸值满足预设条件；此模块执行实施例1中的步骤s13所描述的方法，在此不再赘述。
[0105]
实施例3
[0106]
本发明实施例提供一种计算机设备，如图8所示，包括：至少一个处理器401，例如cpu(central processing unit，中央处理器)，至少一个通信接口403，存储器404，至少一个通信总线402。其中，通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口403可以包括显示屏(display)、键盘(keyboard)，可选通信接口403还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器404可以是高速ram存储器(ramdom access memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储
器。存储器404可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器401的存储装置。其中处理器401可以执行实施例1的园区综合能源系统设备容量配置的优化方法。存储器404中存储一组程序代码，且处理器401调用存储器404中存储的程序代码，以用于执行实施例1的园区综合能源系统设备容量配置的优化方法。
[0107]
其中，通信总线402可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称eisa)总线等。通信总线402可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0108]
其中，存储器404可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：ram)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard disk drive，缩写：hdd)或固降硬盘(英文：solid-state drive，缩写：ssd)；存储器404还可以包括上述种类的存储器的组合。
[0109]
其中，处理器401可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：cpu)，网络处理器(英文：network processor，缩写：np)或者cpu和np的组合。
[0110]
其中，处理器401还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：asic)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：pld)或其组合。上述pld可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：cpld)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：fpga)，通用阵列逻辑(英文：generic array logic,缩写：gal)或其任意组合。
[0111]
可选地，存储器404还用于存储程序指令。处理器401可以调用程序指令，实现如本技术执行实施例1中的园区综合能源系统设备容量配置的优化方法。
[0112]
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行实施例1的园区综合能源系统设备容量配置的优化方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，缩写：hdd)或固降硬盘(solid-state drive，ssd)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
[0113]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。