主题：关于人工取暖的简要历史 -- 燕人

大约在５０万年前，人类发现了火。火的发现和使用促进了人类文明的进化，使得早期人类能够向温差变化更大的地区扩散。气候寒冷的时候火是人类生存的根本。随者文明的不断进化，火产生的温暖为人类发明的各种取暖方式代替。现代文明从简单的取暖已经进化到取暖，通风和室内环境控制一体化的阶段。我们只简要回顾取暖方式的进步过程。

我们现在了解热是能量的一种形式。物体之间如果有温度差别，则热量从高温物体向低温物体流动。热量流动的方式有三种：传导，对流和辐射。在取暖过程中热量流动方式主要是对流和辐射。如果点燃一堆篝火，你首先感到的灼热，就是热的辐射。然后你会感到热风，这就是热的对流。假设你把手放到火焰中而有火烧火燎的感受，那是热通过你的皮肤的直接传导。

最早的人类在野外或者山洞种通过篝火取暖。建筑物出现后，篝火被移到室内继续燃烧。可以想象早期的建筑物易于被不受控制的篝火烧毁。人类于是在室内挖掘浅坑，将篝火移到火坑中，如此火势不能蔓延。

在希腊的考古挖掘发现公元前２５００年的室内火坑，正式叫法应该是火塘。火塘之上有支架。人们可以将陶器等器皿放到架子上烧煮食物。国内边远少数民族地区应该依然能够见到这种古制。这种取暖方式的明显缺点是无法控制燃烧产生的烟尘。

现今土耳其的安纳托利亚地区存在一个古王国阿尔萨瓦，公元前１７００年被废弃。其都城废墟中被挖掘出类似地板下加热的建筑遗迹。这个奇迹是否得到流传就不得而知了。

古罗马人在公元前１００年左右开始建造带地板下加热取暖方式的房屋。如下面的考古图片所示。石制地板被架起，下面是通风孔道，与室外的炉灶相连。当炉灶的取火物燃烧时，热空气顺着孔道进入地板下面，将地板加热。显然这是一种奢侈。只有上层罗马人才能在家里享受。否则只能去公共浴场。

在寒冷的朝鲜北部，一种类似古罗马的取暖方式被创造，中文写作“温突”。据说发现在北朝鲜的考古遗址，但无法证实。在河北徐水的考古发掘证实中国在西汉时期即有同样取暖方式。若干年前在北方农村很冷的地方如河北，内蒙，东北等地依然广泛存在，俗称火炕。火炕是砖砌的空心结构，与卧室外的灶台相连。人们在灶台烧火做饭的时候，热气可以窜到火炕下面，加热火炕的表面。火炕的砖体首先从灶台的热气吸收热量，然后释放热量到周围空气中。所以当灶台的火熄灭后，火炕的余热依然可以持续一段时间。如果不谈及其他条件，在农村火炕上睡觉是很好的享受。明朝有个宦官刘若愚所作《酌中志》，记载皇宫中类似火炕的装置存在。

罗马国家灭亡后，许多科技和城市建设制度被遗忘，地板取暖即是其中一例。

征服罗马后在旧址上落户的各日耳曼蛮族沿用了老祖宗传下的室内取暖方式。固定的火塘进化成可移动的火盆。这使得取暖更加方便。同样烟尘问题无法解决，除去在屋顶开个通风洞。这样又会造成热量的损失。

建筑技术被重新发现。１２世纪时壁炉烟囱出现了。据说这也是罗马人遗留下的经验。壁炉通常建在客厅。烟道和墙壁用砖头或石头砌在一起，通向建筑外。这解决了室内烧火的烟尘和通风问题。早期的壁炉与古代的火塘一样，是烧煮食物的地方。没有壁炉的房间取暖还是依靠火盆或者铁炉子。欧洲一贯使用木材为燃料。烟尘问题依旧存在。在这个方面，中国表现更为文明。据信在先秦时代社会上层已经用木炭在室内取暖。

１５世纪初带排烟功能的铁质火炉在欧洲出现。这种火炉的成本与壁炉简直不可同日而语。因而成为普遍性的家用取暖设备。任何人家只要在墙壁上打个孔将火炉烟囱引向室外，就可以用这种铁质火炉。

１７世纪以来，煤炭日益成为家用燃料。

１７０９年一个瑞典人发明了改进版的铁质火炉，将炉膛尺寸加大，铁炉周围砌砖，砖外再加一层装饰性瓷砖。这很快成为斯堪的纳维亚和俄罗斯地区的特色取暖设备。主要的设计思想是热气被排放到外界前加热了砖体，砖体再放热。这个设计对燃烧热量利用比普通火炉充分。

以上各类取暖设施，除了罗马人地热外，都可以被归类为点取暖方式。因为取暖只能在某个房间内实现。罗马人的地热被认为是最早的中央取暖方式，因为可以实现多房间的取暖。

从１９世纪开始，随着热力学理论的建立和金属制造工艺的发展，中央取暖方式再次成为工业发明家和制造商的发展重点。中央取暖的策略是在一个房间产生热，再将热传输到其他房间。热的传输介质先后有三种：热空气，水蒸气和热水。

美国现存一本１８１２年的旧书提到美国，也是现代世界最早中央取暖设备，为一个美国金属器具生产商Daniel Pettibone所设计。他的设计核心是在房屋的地下室安装一座燃炉。燃炉加热空气。热空气通过管道去往不同房间，在地板上的预先安装的气孔溢出。这也是世界上最早的热风取暖装置。据说这个设计在美国东海岸很多大城市的豪宅和公共设施内被安装使用。热空气取暖的原则问题首先在于难于控制，其次是热空气流动导致的热风和粉尘。实践上因为成本问题，绝大多数的美国家庭依然使用更为简易的铁炉。到１９４０年代，美国７５％的家庭依然使用木材或者煤炭烧炉子取暖。

英国和法国也产生了类似的设备和建筑安装实践。

１８３１年一位美国工程师Angier Perkins在英国获得他的水蒸汽取暖设备专利。他为当时的英格兰银行行长的住宅内安装了这个装置，以便行长在室内种植葡萄。水蒸汽制暖的问题是冷凝后水的回流需要复杂的管道设计和安装，水蒸气的压力对管道要求也很高。这些都导致水蒸气制暖的成本问题。到１８５０年代水蒸气取暖在市场上被热水制暖取代。

１８５７年一位德国商人在俄罗斯获得了欧洲最早的暖气专利。同时期在美国也有类似设计出现。在此之前，无论是水蒸气还是热水都是通过管道散热。这种片状的暖气因为表面积大，散热更快，能够迅速提高室内温度。通常意见认为这个德国人的产品为现代水暖系统奠定了基础。在现代地暖出现前，暖气片尽管外观设计和材质各有不同，是现代化房屋中不可缺少的一部分。

后来的事情，请同学们补充吧。

我要断网一段时间。

• （四）摩天楼的到来（1960-1979）