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开放式餐馆烹饪过程对就餐环境的影响及改善方法的探究(创新).doc

开放式餐馆烹饪过程对就餐环境的影响及改善方法的探究(创…

上传者: lu立威 2018-01-14 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《开放式餐馆烹饪过程对就餐环境的影响及改善方法的探究(创新)doc》,可适用于人力资源领域,主题内容包含开放式餐馆烹饪过程对就餐环境的影响及改善方法的探究(创新)开放式餐馆烹饪过程对就餐环境影响及改善方法的探究北京市第五中学分校刘申秋孙绍文指导教师:韩符等。

开放式餐馆烹饪过程对就餐环境的影响及改善方法的探究(创新)开放式餐馆烹饪过程对就餐环境影响及改善方法的探究北京市第五中学分校刘申秋孙绍文指导教师:韩竹戴毅新摘要本文基于在开放式餐馆典型布局内的现场测试结果对就餐环境内颗粒物浓度和分布进行比较采用外暴露健康危害评价体系对就餐环境状况予以评价综合了解目前时尚开放式餐馆内空气品质的普遍状况。在此基础上通过不同就餐环境间的比较和AIRPAK、CONTAM(多区域模型)软件模拟辅助从就餐环境体型、烹饪区排烟和布置、就餐区通风条件等多方面探究各改善方案的有效性。关键字烹调颗粒物外暴露健康危害评价建筑布局排烟方式改善通风引言室内空气品质问题已经引起了人们的广泛关注随着对空气中颗粒物研究的深入越来越多的资料显示人体患呼吸道疾病、心血管疾病和癌症等健康问题与空气中的颗粒物污染密切相关。其中空气动力学当量直径小于μm的可吸入颗粒物(PM)能够进入人体的上下呼吸道更细小的颗粒(PM和PM)可以深入肺部发生沉积甚至通过肺泡进入血液循环。同时细颗粒物上很可能富集重金属、酸性氧化物、有机污染物(如多环芳烃、农药等)也可能是细菌和真菌的载体对人体危害极大。开放式餐馆烹调集中人员密集而做饭等燃烧过程是最主要的室内颗粒发生源烹饪时所用的食用油和食物在高温条件下发生的化学反应产生大量热氧化分解产物即有机烟气与烹饪炉灶明火燃烧产生的烟气被抽油烟机抽取到烟道内混合形成气态、液态和固态的类污染物即油烟。其主要以液体气溶胶和固体气溶胶形态存在粒径在~μm之间可长时间悬浮在空气中。而油脂及食物本身所含脂质热氧化分解,食物中碳水化合物、蛋白质氨基酸等发生反应上述反应的中间或终产物之间的相互作用的二次反应产物成分至少有多种主要是脂肪酸、烷烃、烯烃、醛类、酮、醇、酯、芳香化合物和杂环化合物等人员活动引起的二次悬浮也会增加颗粒污染程度。研究表明除了气味让人觉得难受外油烟中含有甲醛等各种醛类化合物对人体危害很大常引起眼睛和呼吸道粘膜的各种症状如流泪、咳嗽、结膜炎、支气管痉挛等报道较高浓度的油烟气可引起大鼠肺部炎症和组织细胞损伤证实较高浓度的油烟气具有肺脏毒性。研究结果表明烹调油烟中存在着能引起基因突变、DNA损伤、染色体损伤等不同生物学的细胞遗传性毒性物质不但具有遗传毒性而且具有潜在致癌性。故研究开放式餐馆内可吸入颗粒物的分布情况具有现实意义。本文基于开放式餐馆三种典型布局的现场测试结果对各开放式餐馆内颗粒物分布和浓度进行比较和健康危害评价并分析了不同布局对颗粒物分布可能存在的影响。在此基础上以蓝岛大厦顶层、雅秀顶层、金源时代购物中心顶层美食广场为例从餐馆体型、烹饪区排烟和布置、就餐区通风条件等几个方面的对比展开餐馆油烟扩散影响的研究。结果表明在餐馆体积的现状制约下合理的排烟方式、排风口大小和位置布置以及不同烹饪窗口的合理布置可以有效改善餐馆就餐环境。通过本次研究我们有理由相信对于这种开放式餐馆就餐环境通过合理的建筑布局和通风设计有效而节能地改善就餐环境内空气品质是完全有可能实现的而这对于提高民生、保障健康意义非凡。目前开放式餐厅内环境的现状现场实测数据采集年月,日期间分别对蓝岛大厦顶层、雅秀顶层、金源时代购物中心顶层美食广场内空气进行了各粒径颗粒物浓度分布的测试。采样测点均匀分布在就餐区和烹饪区每个测点采样三次采样时间集中在餐馆中午和晚饭的就餐高峰时段采样时间为,小时。测试仪器采用美国福禄克公司生产的Fluke粒子计数器通道同时测量和显示粒子的尺寸分布、温度和湿度可测量的粒子尺寸最小到μm。当测量粒径大于μm时计数效率可达采样相对误差为(测量浓度上限为个m)。测试餐馆描述蓝岛大厦顶层、雅秀顶层、金源时代购物中心顶层美食广场三种典型烹调间与就餐区布局的代表。各餐馆的菜式基本相同主要有汉堡、盖浇饭烧烤麻辣烫等菜色。就餐人普遍反映蓝岛大厦顶层内空气品质较好雅秀顶层、金源时代购物中心顶层美食广场油烟味较重。表中为各测试餐馆的基本信息包括餐馆规模就餐满座率燃料及用油等特点。表各食堂基本信息测试时满座烹调燃食用餐馆面积率料油m蓝岛大厦顶层天然气豆油约m(就餐区)天然气豆油雅秀顶层约m(就餐区)天然气豆油金源时代购物中心顶层美食广场测点分布与测试结果数据图蓝岛大厦顶层图雅秀顶层图金源时代购物中心顶层美食广场取同一个餐馆就餐区采样点得到的数据进行算数平均各个餐馆与室外颗粒计数浓度如表所示。表各个食堂颗粒计数浓度注:粒子数N(个mL)室外蓝岛雅秀金源测试结果讨论颗粒物粒径计数浓度比较以室外颗粒物粒径计数浓度为基准(记为)比较各餐馆就餐区颗粒物粒径计数浓度(见图)蓝岛大厦顶层与雅秀顶层径分布和计数浓度接近金源时代购物中心顶层美食广场远高于二者。蓝岛雅秀金源图各餐馆就餐区颗粒物粒径计数浓度比较颗粒物质量浓度表各餐馆就餐区颗粒物粒径质量浓度分布(中值)NCNCNCNCNCNC室外蓝岛雅秀金源注:粒子数N(个mL)质量浓度C(μgm^)清华大学人工环境气候实验室空气成分测定蓝岛雅秀金源图各餐馆就餐区颗粒物平均总质量浓度及置信上下界从表和图比较可以看出蓝岛质量浓度略高于雅秀而蓝岛较二者高。颗粒扩散的衰减程度分析对蓝岛和雅秀比较油烟颗粒物在室内扩散中的衰减情况。在烹饪区至就餐区的颗粒浓度衰减情况。根据测点距烹饪区的距离将测点分为三类由近至远分别为:烹饪区内测点、近烹饪区测点(~米)、远烹饪区测点(~米)。将各区测点的数据取算术平均并将各平均值与烹饪区平均颗粒数的比值()作为比较参数结果如图所示。蓝岛烹饪区蓝岛近烹饪区蓝岛远烹饪区雅秀烹饪区雅秀近烹饪区雅秀远烹饪区图蓝岛和雅秀衰减度比较从图线上我们可以明显看出雅秀近烹饪区和远烹饪区的衰减度都远远的高于蓝岛。而这也意味着在烹饪区浓度相同的情况下雅秀的油烟浓度将会高于蓝岛。健康危害评价()健康危害评价方法和评价物质选取颗粒物上常常包含大量的单质和化合物例如各种重金属元素、硅酸盐和包括苯并芘在内的多种有机物它还是潜在的过敏源的携带者很容易引起呼吸疾病。某些重金属及其化合物和部分有机化合物特别是多环芳香烃均具有不同程度的致癌性。一旦这些物质吸附到悬浮颗粒物上很容易被人体吸入体内在低剂量范围内癌症的发生率随着累积剂量的增加而增大。()用苯并芘浓度评价各餐馆空气状况苯并芘主要分布在μm以下颗粒中(见图和表)。图苯并芘在不同粒径中质量浓度分布表苯并芘在不同粒径中质量百分比粒径小于μmμmμmμmμmμmμmμmμm大于μm质量百分比根据北京市大气中不同粒径颗粒苯并芘质量浓度分布和质量浓度总量约为ngm估算各餐馆内苯并芘质量浓度(见表)。表各餐馆就餐区苯并(a)芘质量浓度CCPCCPCCPCCPCCPCCP室外蓝岛雅秀金源注:质量浓度C(μgm^),BaP浓度C(BaP)(μgm^)表各食堂空气中苯并芘引起的发癌增量危险C(BaP)RE室外E蓝岛E雅秀E金源测试结果总结:通过以上对实验结果的分析我们可以看出目前开放式餐厅就餐区的烹饪颗粒浓度处在较高的水平其中尤以金源为最甚。如此高的油烟颗粒浓度对人体的健康存在着较大的威胁如何通过合理的手段高效而节能的改善餐馆就餐区的环境是本研究的重点。改善方法探究在污染物控制中很重要的两个控制手段是污染源的控制和扩散过程中的改进探究从从上述两方面入手以期寻求突破。污染源控制排烟方式蓝岛采用的是侧排烟形式(如图、图所示)而雅秀采用的是上排烟形式(如图所示)。而这两种排烟形式对排烟效果的影响是不同的。由于热浮升力的作用烟气向上扩散对于侧排烟方式烟气受上挡板遮挡回落靠近排风口一侧的烟气被及时排走而另一侧的烟气在厨房内扩散而对于上排烟罩方式,油烟在锅上方集中后直接进入排烟罩,油烟扩散到人呼吸区的浓度较低。图蓝岛排烟口图雅秀排烟口金源(侧排风)以上的分析在CFD模拟中得到很好的验证。蓝岛(上排风)无隔墙时浓度分布从模拟结果可见对于侧排烟人体呼吸区域的颗粒物浓度降为~。而对于上排烟以上数值则降到了~烹调间设置阻隔污染物扩散蓝岛采用小隔墙将烹饪区与外界隔离。隔墙明显对油烟扩散起到阻碍作用。利用CFD模拟的方法我们研究了隔墙对油烟颗粒扩散的影响。发现采用隔墙后门洞处的颗粒物衰减率由原来的多下降到了多。作用明显。有隔墙时浓度分布模拟结果表明采用隔墙后门洞处的颗粒物衰减率由原来的多下降到了多。作用明显。扩散过程的改进实际扩散模拟利用模拟软件我们研究了蓝岛内油烟的扩散过程。从模拟图上可以看到由于三面烹饪区颗粒物只从一面排除就餐区内通风效果较差油烟扩散情况不理想。这点在对实验数据的分析中也得到验证。下图的柱状图代表实测的颗粒数可以看到金源通风效果较差颗粒物浓度远高于室外而蓝岛三面通风故颗粒物的浓度与室外相比并非增加很多。金源金源蓝岛针对开放式餐馆就餐区通风情况不理想的情况我们尝试提出一些改进方案并利用contamn软件验证改善情况。就餐区增加通风口按照蓝岛的基本体型情况建立模型室外参数为摄氏度rh北风。餐馆各窗户为细缝风口渗透进风。由于模拟目的是比较就餐区的浓度变化情况并不对浓度的准确度要求太高因此实验中采用CH作为污染源浓度为mgm扩散速度为ms。各设定参数不变通过增加风口面积和天窗(m风口)改善室内颗粒物浓度改进效果见下图。细缝风口无天窗实际情况增m小风口m风口加风口面积烹饪区加天窗烹饪区、就餐区加天窗增加天窗结果总结以上模拟的就餐区浓度情况如下:风口面积增加天窗就餐区浓度(kgkg)e细缝风口em小风口em风口e烹饪区加天窗e烹饪区加天窗就餐区加天窗由以上模拟结果可知:()对于烹饪区风窗当风窗关闭仅靠渗透进风时就餐区浓度为ekgkg。当增大风窗开度到m时就餐区浓度减少到ekgkg当风窗开度增大到m时就餐区浓度减小到ekgkg可见增大风窗开度可以是油烟浓度明显下降但为了防止室内热量的过度散失不应使风窗开度过大。()增加天窗可以明显减低就餐区浓度。当仅在烹饪区增加m的天窗就可使减低浓度的效果达到风窗开度增大到m时。但在就餐区再增加天窗效果并非很显著。另外从模拟结果可以看到气流方向从北面进入餐馆而蓝岛北面的窗口是那些油烟产量较大的烹饪食品。如炸烤肉串、麻辣烫等。这对污染物的散发起到很不好的作用。结论经过上面的分析之后我们尝试提出一些开放式餐馆设计时的普适性建议开放式餐馆服务区域调研:在建造开放式餐馆前应对开放式餐馆的服务区大小进行调研估计大致的就餐人数确定烹饪间与就餐区的分配比例。烹饪区科学布置:在烹饪间的位置布置前应对餐馆进行流场分析尽量将油烟产量大的烹饪区布置在下风向。烹调间在烹饪间应采用上排烟的方式并利用隔墙阻止油烟扩散在排风量的选择方面并非排风量越大越好而应该在排风量和风机能耗间进行经济性分析。增加就餐区空气流通可采用增加风口面积、增布天窗等方式促进就餐区内的空气流通。【参考文献】(《建筑环境学》朱颖心主编中国建筑工业出版社年(《建筑环境传质学》张寅平等著中国建筑工业出版社年(《室内空气质量对人体健康的影响》史德,苏广和编著中国环境科学出版社年(《中国室内空气质量检测机构名录》王凤清主编中国农业出版社年(《室内空气质量标准解读》刘玉清主编机械工业出版社年

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