人口的过度集中和城市土地资源的稀缺使得高层建筑成为城市住宅的主要建筑形式,同时人们对室内空气品质的要求越来越高。厨房作为住宅的重要组成部分,也是室内污染物主要散发源之一。目前,高层住宅厨房排烟主要采用竖向集中排烟系统,该排烟方式存在楼层之间排烟不均匀、串烟串味,底层排烟量不足等问题。本文在国内外相关研究的基础上,采用理论分析、CFD数值模拟计算、实验对比验证相结合的方法,对住宅厨房等截面集中排烟系统进行了分析,探究解决排烟系统存在的诸多问题。首先,对图集推荐的6层等截面排烟系统进行水力计算,发现系统存在严重的阻力不平衡问题。运用伯努利方程、连续性方程等流体力学知识对等截面排烟系统进行理论计算,为后面的数值模拟计算提供理论依据。其次,采用CFD数值模拟的方法对6层、20层和30层排烟道系统管路流动特性进行了分析,研究了主烟道内压力和各支管排烟量大小的分布规律,重点分析了油烟机开机率、油烟机的不均匀性开启分布、烟道截面尺寸对系统排烟效果的影响,结果表明排烟系统存在排烟失衡、排烟量不足等各种问题。然后,针对排烟系统存在的问题,本文应用屋顶风机替代现有系统的无动力风帽,探究屋顶风机在住宅厨房排烟系统的应用,分析了多种类型的屋顶风机对系统排烟效果的影响。结果表明:屋顶风机能降低主烟道内静压,增加支管排烟量,但同时系统排烟均匀性明显变差,高层用户排烟量过大,并得出平坦型性能曲线的屋顶风机排烟系统排烟相对均匀。同时为使各层支管排烟量满足最低标准要求,确定了不同高度住宅在不同开机率下屋顶风机的风量参数。最后,提出双排烟道系统的概念,从理论和经济上论证双排烟道系统的可行性。通过数值模拟对比了3种双排烟道系统的排烟效果,得出双排烟道系统可以明显改善单排烟道存在的底层排烟量不足、排烟不均匀等问题。并以经济性为目标对截面尺寸进行了优化,得出20层双排烟道系统最经济的横截面尺寸为400×250mm。