冬日最佳:地暖的前世今生!!!!!

        寒冷冬季,有一个温暖舒适的房间那是再惬意不过的事情了。地暖是时下比较流行的采暖方式,它是以整个地面为散热器,通过地板辐射层中的热媒,均匀加热整个地面,利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导,达到取暖的目的。目前,我国大多以水地暖为主,把水加热到一定温度,输送到地板下的水管散热网络,再通过地板散热实现热量的不间断供应。地暖符合中医“温足顶凉”的健身理论,是目前最舒适的采暖方式,也是现代生活品质的象征。

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地暖设备示意图

  古代北京比现在还要冷,冬天零下三、四十度是常事,而皇宫的屋子高大宽敞,像老百姓家那样生炉子是不现实的,而且也不安全,毕竟皇宫里是皇帝和贵妃等人居住的地方,中了气就不好了。于是就有了现代地暖的雏形——地龙。无论是理政的三大殿,还是皇帝后妃的寝宫内,都专设有暖阁。暖阁铺的地砖底下,都建有地道和烧炭的大炉子。每年霜降以后立冬前后,炉子里便燃起熊熊炭火,热气均匀而柔和地扩及地面的每个角落,即使是三九严冬,滴水成冰,整个屋子也是暖烘烘的,毫无寒意。这种地炉与北方地区烧炕取暖的道理相同,不过采暖的技术更为先进,已经接近现在的地暖方式了。

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故宫东暖阁

  据记载,现代地暖的发明者是一名英国传教士,具体姓名已经无从考证,大概在1907年,他申请了地暖的专利,自此人们开始规模化的研究和改进地暖技术。据传,这个人曾经到中国的东北传教。一日,他走在乡间迷路了,借宿在一个农家。已经大半天没吃东西了,再加上天冷,他几乎冻僵。农户见状,赶忙给他做了一锅白面汤,然后把火炕烧热,晚上就让传教士睡在暖洋洋的炕头。传教士睡了一晚,感觉身子底下越睡越热,既温暖又舒服,由于他来中国已一年有余,简单的中文交流已经没有问题,于是就问农户这床是怎么做的。农户笑了,告诉他这叫火炕,用青砖盘成,白天做饭的时候烧火,烟走青砖底下,热量传给了青砖,晚上再铺上被,不容易散热,因此,睡觉的时候越睡越热了,整个屋子也暖和。传教士不禁感慨:中国人真是聪明!这个火炕其实就是热传导的原理,火和烟把热传给了青砖,青砖再把热传给室内。

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东北火炕

  1905年冬天,他回到英国,感到十分寒冷,客厅倒有一个火炉,但没有取暖设备的卧室却让人却步。于是,他便想在卧室里造一个东北的火炕,可他居住的城市里睡的都是床,也没有柴火,这个火炕真的无法实现。于是,他想到了热水,他在自己的床下安装了一个大的水袋,晚上睡觉的时候装上滚烫的开水,刚开始,床上热乎乎的,和火炕效果类似。可时间稍长,热水散热快的缺点就暴露出来,床的温度迅速降低,这个床不久便没有作用了。即使如此,这位传教士还是将他的发明取名为“水暖床”,并申请了专利。

  19世纪 30 年代,所有新建房间的装上了暖气片取暖。但暖气片也有不足之处:首先,占用了房屋空间;其次由于热空气往上升,房间内天花板处的温度偏高,地板附近温度偏低,这种上高下低的温度分配正好与我们体感舒适的要求相反,头部燥热,腿部和脚却仍旧寒冷,感觉并不舒服。另外,这种采暖方式以点热源为主,在热源附近温度较高,离热源越远温度越低,温度在房间内的横向分部也不均匀,影响舒适度。

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暖气片取暖有其自身的局限性。

        就在这时,著名的美国建筑设计大师莱特先生无意间看到“水暖床”这个发明,他的创作灵感也被激发出来。为什么不按照传教士的这个方法,把热水放在地面下方,这样一来,通过热传导,整个地面都在散热啊……经过一番论证后,他在其设计的大量作品中采用了地板辐射采暖(即地暖)。基本原理就是,把铜管埋入地板下,以温度不高于 60 ℃的热水,在埋置于地板下的盘管系统内循环流动,加热整个地板,通过地面均匀地向室内辐射散热。但由于当时只能采用铜管作为加热盘管,不仅价格高昂,而且腐蚀渗漏导致的维护成本较高,致使地暖的应用受到了很大限制,这项技术几乎被搁置。60年代末,随着材料应用技术的发展,抗老化、耐高温、耐高压、易弯曲的塑料管材进入实际应用,地暖技术又焕发了朝气。

  如今,因为地暖具有舒适、节能、环保等优点,在国外该技术不仅大量用于民用住宅和各类医疗机构、游泳馆、健身房、商场、写字楼等公共建筑,还大量用于厂房、飞机库、花坛、足球场及蔬菜大棚等建筑系统保温,甚至用于室外道路、屋顶、楼梯、机场跑道融雪和各类工业管线的保温。至上世纪末,韩国约有85%的住宅安装了地暖,加拿大为65%,瑞士为48%,德国为41%。国内的地暖发源于上世纪90年代初,由韩国传入,经过十几年的发展,地暖已经得到了广大消费群体的认可,用户数量逐年剧增。冬日最佳:地暖的前世今生!!!!!

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  参考资料:绿色供热系统——地暖 《科技情报开发与经济》 2005年 第14期 冯兵军

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