中國報告大廳網訊，近年來，開放式廚房因能融合烹飪、用餐與起居等多種功能，且設計簡約大方，在建築裝修中愈發流行，受到眾多消費者青睞。然而，中餐烹飪常用油炸烹炒方式，食用油及食物在高溫加熱後會產生大量煙氣，這些烹調油煙在熱壓差作用下極易擴散，污染整個家居環境，導致室內空氣品質急劇下降。長期處於此類環境中，會對人體肺部健康造成嚴重影響，因此，如何有效控制開放式廚房油煙污染，提升室內空氣品質，成為當前行業關注的重點。在此背景下，通過專業技術手段探究油煙機形式、布局及通風條件對油煙擴散的影響，為油煙機產業布局及消費者選型提供科學依據，具有重要的現實意義。以下是2025年油煙機產業布局分析。
根據油煙機行業的排煙機理，可將其分為頂吸式油煙機和側吸式油煙機兩大類，兩類油煙機在結構、性能及使用體驗上存在明顯差異。頂吸式油煙機通常安裝在灶台正上方，目前技術發展已較為成熟，產品價格實惠，造型美觀且易於懸掛。該款式油煙機進風口吸力大，能直接吸取上升的油煙，適用於中式各種煎炸烹炒過程，排煙效果相對較好。不過，其存在明顯缺點，受安裝位置影響，炒菜時易發生碰頭現象;烹飪過程中油煙極易向四周擴散，導致煙機內壁和葉輪易附著油漬，進而出現滴油情況，清洗難度大;若長時間不清潔，還會影響風機轉動和抽吸效果，使油煙機功效下降。
側吸式油煙機是近年來新興的油煙機類型，其吸菸口距灶面較近，吸油麵積較大，開機後能在第一時間將油煙吸入機內。同時，由於側吸式油煙機採用側面進風設計，進風口位置降低，不會抽走火苗，也不會浪費燃氣，排煙效果較好。此外，側吸式油煙機配備油煙分離面板，可有效分離油煙，避免油煙在機器內附著，既能延長油煙機的使用壽命，又能減少使用者清洗的煩惱。但側吸式油煙機也存在不足，因不具備集煙罩，油煙易從邊緣擴散溢出;其生產工藝複雜，產品售價較高，樣式選擇較少，且運行過程中噪聲較大，給用戶帶來一定不便。
以小戶型開放式廚房的起居室為研究對象構建物理模型，起居室長 8.0m、寬 5.0m、高 2.8m，廚房操作台長 3.2m、寬 0.6m、高 0.8m。在油煙機安裝參數方面，灶台與頂吸式油煙機底部距離為 0.7m，與側吸式油煙機底部距離為 0.3m;油煙發生面簡化為直徑 0.3m 的圓，窗戶尺寸為 2.4m×1.5m，窗台高 0.9m，考慮到窗縫滲透風，設置窗縫寬 0.01m。
油煙機設有高速、中速、低速 3 個檔位，對應的風量分別為 21m³/min、17m³/min、12m³/min。影響開放式廚房室內空氣品質的因素較多，此次研究主要圍繞油煙機形式、油煙機朝向布局及是否開窗通風三個方面展開。對於住宅面積較小的家庭戶型，廚房使用面積通常較小，一般多採用單排型櫥櫃，即所有櫥櫃沿牆布置，所有操作在一條直線上完成。根據操作台朝向不同，單排型櫥櫃可分為朝窗布置和朝牆布置兩類，結合兩種油煙機形式，共得到 4 種氣流組織的物理模型，分別為側吸式 - 朝窗、頂吸式 - 朝窗、側吸式 - 朝牆、頂吸式 - 朝牆。
採用 RNG k-ε 方法求解起居室空間的連續場，利用 SIMPLE 算法對控制方程進行離散化求解，並做如下簡化處理：一是假設油煙氣流為穩態湍流;二是考慮溫度對煙氣密度的影響，煙氣流體作低速不可壓縮流動，符合 Boussinesq 模型中計算因溫差引起的浮升力方法;三是忽略能量方程中由於黏性作用而引起的能量耗散。
在模型參數設定上，任何實際氣體的密度都會隨溫度、流速等參數變化而改變，屬於可壓縮流體。但考慮到室內外環境溫度變化不大，室內空氣整體流速較小，空氣密度變化量極其有限，故採用 Boussinesq 模型，將密度的變化視為溫度的單值函數，除密度外其他物性參數保持不變。
室內負荷計算需考慮圍護結構邊界條件，起居室四周與室內其他部分連接處均按牆體處理，根據相關規範將牆體導熱係數設為 1.74W/m/K，厚度為 300mm，外部對流空氣溫度設為 27℃，對流換熱係數按標準設定;其他設備、人員、燈光等均按照正常使用量設置，源項設置為 18W/m³。
熱源項參數設定為：烹調油煙溫度 200℃，油煙散發麵取直徑 0.3m 的圓面，散發速度為 0.5m/s，其中 CO₂體積分數為 10%、H₂O 體積分數為 18%、N₂體積分數為 72%。
開窗通風時，僅將中間兩扇窗設為壓力入口邊界，窗縫設置為壓力入口邊界，油煙機排風口設為速度出口邊界，根據其高中低三種檔位及風口尺寸大小，將風量分別設為 21m³/min、17m³/min、12m³/min，其餘部分均按牆體處理。
關窗通風時，室內採用空調通風，側送上回，風口大小均為 800mm×120mm，分別設置為速度入、出口邊界，送風溫度 15℃，風速 3m/s，相對濕度 90%，迴風速度 2m/s;油煙機採用高檔模式，設置為速度出口邊界，風量設為 21m³/min，考慮到窗縫滲透風，將窗縫設置為壓力入口邊界，其餘部分均按牆體處理。
由於 CO₂較易測量，常被作為室內空氣品質控制的污染標誌物，相關標準中規定室內 CO₂體積分數應小於或等於 0.1%，正常環境中 CO₂體積分數為 0.04% 時對人體無危害，當 CO₂體積分數過高時會使人精神萎靡、工作效率降低，火災時過量 CO₂還會使人窒息，因此此次模擬研究以 CO₂作為廚房油煙代表物，室內初始條件設置為氣溫 27℃，CO₂體積分數 0.04%。
《2025-2030年全球及中國油煙機行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出，在開窗通風條件下，對操作人員的呼吸區截面(1.5m 高水平截面，距灶台邊緣 0.2m 處為人員烹調區，距窗口 2.0m 處為客廳休息區)進行監測，研究廚房烹飪 15min 後室內 CO₂體積分數變化及分布情況。
從監測結果來看，採用側吸式油煙機低檔風量朝窗布置時，室內 CO₂體積分數隨時間增加不斷上升，烹飪 10min 左右後便超過 0.1% 的安全範圍值，且客廳休息區的 CO₂體積分數略大於廚房人員烹調區;隨著油煙機排風量增加，室內 CO₂體積分數逐漸在安全範圍內趨於穩定，油煙擴散得到較好控制，當油煙機處於最大排風量時，室內整體區域 CO₂體積分數基本能控制在正常範圍內。
對於頂吸式油煙機，室內烹調區 CO₂體積分數在烹飪 6min 左右達到峰值，但整體數值較低，僅用低檔風量即可保證室內 CO₂體積分數基本處於安全水平。
對比 CO₂分布情況，開窗通風條件下，同為油煙機朝牆布置，側吸式高風量(21m³/min)排煙效果與頂吸式低風量(12m³/min)排煙效果相近，這意味著頂吸式油煙機控制室內 CO₂體積分數至安全數值範圍內所需風量較側吸式少 43% 左右。原因在於頂吸式油煙機排煙時，高溫煙氣受浮升力作用向上運動，絕大多數油煙在鍋上方集中後直接向上進入排風口，擴散到人員呼吸區的量較少;而側吸式油煙機排煙時，部分煙氣向上運動至傾斜擋板處易回落並外溢擴散至室內環境，造成周圍污染。
無論採用頂吸式還是側吸式油煙機，朝牆布置時人員呼吸區的 CO₂體積分數均低於朝窗布置。進一步分析流場分布可知，烹調過程中高溫油煙不斷產生且油煙機持續抽吸，使室內始終處於負壓狀態，且氣溫高於室外;窗口進風溫度低於室內空氣溫度，多數氣體吹入室內後受重力作用下沉，沿地面吹至壁面處再上移，部分氣體受壓力作用被卷吸入油煙機排風位置，其餘氣體受熱力作用上升並在油煙黏性作用下在天花板處聚集，最終從窗戶上側流出室內。當油煙機朝窗布置時，窗口進風直接吹至油煙發生位置附近，導致油煙機側出現速度漩渦，影響室內氣體流動，使室內整體空氣品質較差;而油煙機朝牆布置時，窗口進風先吹至牆壁處再沿壁面擴散至廚房操作台附近，速度漩渦多出現在遠離油煙機側牆壁附近，受污染氣體能加速排出室內，室內整體空氣品質更好。
在關窗開空調且兩種油煙機處於最大排風量工況下，同樣對操作人員呼吸區進行監測，分析廚房烹飪 15min 後室內 CO₂體積分數變化及分布情況。
監測結果顯示，使用頂吸式油煙機時，室內 CO₂體積分數在烹飪 15min 過程中基本可控制在安全範圍之內;而使用側吸式油煙機時，室內 CO₂體積分數隨時間增加逐步突破 0.1% 的臨界值，儘管朝窗布置時 CO₂體積分數在 6min 左右出現拐點，但最終仍呈直線上升趨勢，由此可見頂吸式油煙機的淨化污染物能力依舊優於側吸式油煙機。
對比關窗與開窗通風的 CO₂分布情況，無論是頂吸式還是側吸式油煙機，關窗時人員呼吸區的污染物分布均較為紊亂，且高 CO₂體積分數區域多集中在客廳休息區附近。在油煙機相同朝向布置下，頂吸式空調對面牆壁 CO₂體積分數偏低，側吸式在此處偏高;側吸式室內整體 CO₂體積分數較頂吸式偏高。
此外，無論採用頂吸式還是側吸式油煙機，朝窗布置時室內整體 CO₂體積分數普遍比朝牆布置時更高、污染範圍更大，且多集中於客廳休息區附近。因此，油煙機朝牆布置對控制室內總體空氣品質更有益，但朝牆布置時室內局部 CO₂體積分數可能會比朝窗布置略高。
從流場特性分析原因，烹飪過程中油煙機不斷抽吸油煙使室內處於負壓狀態，室內除空調送風外，還有從門窗縫隙等滲入的室外空氣，多數氣體仍受熱力作用上升並在油煙黏性作用下在天花板處聚集。由於空調送風速度較大，油煙機朝窗布置時人員呼吸區周圍出現速度漩渦，天花板區域氣流走向較為紊亂，導致 CO₂在室內擴散明顯、分散區域較大，但整體氣流速度較朝牆布置更小，所以 CO₂體積分數相對更低;而油煙機朝牆布置時，空調送風位置與油煙機排風位置相距較近，氣流擾動作用明顯，多數氣體吹至壁面處後沿地面牆壁上升至天花板處，最終在速度漩渦作用下從窗縫溢出，使得局部 CO₂體積分數較高但污染範圍較小。
本次研究通過 CFD 數值模擬，深入分析了開放式廚房中油煙機形式、油煙機行業朝向布局及是否開窗通風對起居室內油煙污染物擴散的規律，實現了對改善室內廚房空氣品質的量化分析，為室內廚房設備及設計布局優化、油煙機產業發展提供了方向。
研究結果表明，無論採用頂吸式油煙機還是側吸式油煙機，增加排風量都能使室內 CO₂體積分數衰減，提升空氣品質;頂吸式油煙機的排煙效果優於側吸式油煙機，但頂吸式油煙機存在易積油、滴油、易碰頭的缺點，導致部分用戶更傾向選擇側吸式油煙機，若使用側吸式油煙機則需採用更大的排風量才能達到較好的淨化油煙效果;無論開窗還是關窗通風，油煙機朝牆布置的排煙效果均比朝窗布置更好，儘管關窗通風時油煙機朝牆布置下室內局部 CO₂體積分數比朝窗布置略高，但高 CO₂體積分數區域範圍小得多，綜合來看朝牆布置更有利於維護室內空氣品質。
這些研究成果可為開放式廚房油煙機選型及布置位置提供科學參考，在實際室內設計中，還需根據油煙機具體參數進行針對性設計，以進一步提升室內整體空氣品質，推動油煙機產業朝著更貼合消費者需求、更注重環保健康的方向發展。
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