嚴冬的狂想

遼寧省阜新市公官村是一個普通的小村莊，冬季的一天，一群人的到來讓村里變得熱鬧起來。

原來，大連理工大學建筑環(huán)境與新能源研究所所長陳濱和她的研究生們帶來很多先進儀器，要對這里的一所房子進行室內(nèi)環(huán)境檢測。（圖1）

陳濱教授說，這次主要檢測室內(nèi)環(huán)境溫度，室內(nèi)空氣品質(zhì)。另外，建筑熱工特性也要測一下。

學生們忙著安裝測試儀器，房子的設(shè)計者劉興山顯得有些不安。

老劉是從小生長在這個村子的普通農(nóng)民，他心靈手巧，整棟房子都是自己設(shè)計的。在南方報業(yè)傳媒集團主辦，南方都市報、中國石油報承辦的“南都低碳時代十大年度人物”評選活動中，老劉成為年度十大低碳人物。由此看來，他設(shè)計的房子絕對不是一般的房子。老劉家在遼寧，冬天很冷，若家里沒有暖氣，怎么也得有炕、灶，否則冬天沒法過。老劉家也有炕有灶，不同的是老劉設(shè)計的這套房子，完全不用燒煤就能解決灶、炕的取暖問題。老劉是怎樣做到的呢？一個普通農(nóng)民怎么能當選為年度十大低碳人物呢？（圖2）

劉興山早年一直跟著父親幫助村里人搭炕搭灶，別看他文化不高，搭出的灶、炕既好燒又保暖。在村民們的眼里，老劉可是個能人。

可是，活干得越多，老劉越感到農(nóng)村住房條件太差。拿燒灶嗆煙這個在農(nóng)村中再常見不過的事說，婦女們是最大的受害者，經(jīng)常被弄得滿臉是灰，有時甚至讓火把頭發(fā)燎了。由于長期在灶前做飯加上嗆煙，許多婦女都患有哮喘病。燒火做飯，為什么會出現(xiàn)倒煙這種情況呢？

董仁杰是中國農(nóng)業(yè)大學能源工程與低碳技術(shù)研究室教授，他在農(nóng)村灶炕結(jié)構(gòu)及取暖設(shè)施等方面頗有研究。

董仁杰說，因為高溫煙氣必須往上走，它的熱壓，如果低于室外跟室內(nèi)的壓差，煙就排不出去，甚至倒煙。

怎樣才能避免倒煙呢？老劉反復試驗，為了方便拆建，他干脆就在室外壘起了試驗用灶臺。（圖3）

灶臺拆拆建建，有一天，當老劉把灶的整體向下降低了30厘米后，他期待的結(jié)果終于出現(xiàn)了，灶很好燒，還一點都不嗆煙了。

為什么加大了灶、炕之間的高差，倒煙的情況就好轉(zhuǎn)了呢？這和農(nóng)村傳統(tǒng)的炕灶結(jié)構(gòu)有關(guān)。

“七層（磚）鍋臺八層（磚）炕”是農(nóng)村傳統(tǒng)的炕灶結(jié)構(gòu)。盡管這樣的結(jié)構(gòu)用起來比較方便，但最大的問題就是燃燒產(chǎn)生的煙進入煙道后，受到阻力，就會快速地從灶門倒回來。（圖4）

董仁杰說，這是排煙過程阻力分布的問題，七層鍋臺八層炕的結(jié)構(gòu)，炕雖然高于灶臺一點，但高度不夠。如果把炕再抬高點，會使灶臺排煙口的局部阻力大大減小，使煙對外排放比較順暢。

更讓家人感到驚喜的是，灶、炕經(jīng)過一番調(diào)整，屋里的溫度升高了，這是老劉完全沒有想到的。為什么會出現(xiàn)這樣的情況呢？

原來，老劉加大了灶、炕的高差，煙道的坡度也就從原來的2度增加到15度。坡度的增加和室溫的提升又有什么聯(lián)系呢？

董仁杰說，傾角改為15度，使連接灶和炕之間煙道的表面積增加了，所以散熱能力也提高了。

嗆煙的問題終于得到解決，可新的難題又擺在老劉面前，建在地坑中的灶，使人得蹲著做飯，帶來了不小的麻煩。

老劉面對難題不甘心，這天，他經(jīng)過村中一座荒坡時，突然迸發(fā)出一個想法。

原來，老劉是看中了這塊坡地恰好能幫助自己加大灶炕的高差。于是，老劉竟用賣掉自家房子的錢買下這處荒坡，家里人都被他氣壞了，但也說服不了他。

不久，山坡上出現(xiàn)了一座土磚房，老劉如愿完成了自己對灶炕結(jié)構(gòu)的設(shè)計。滿懷怨氣的妻子只好跟著他住了進來，然而幾天后，妻子的態(tài)度就有了不小的轉(zhuǎn)變。因為灶既不嗆煙冒煙，也好燒多了，添一把火，飯就熟了。

新家雖然簡陋，但在老劉的精心設(shè)計下，卻也十分舒適實用。（圖5）

就在大家都認為老劉從此能踏下心來過日子時，一次從城里回來，老劉一連幾天都很沉默，原來他想起城里人燒暖氣過冬，心里十分羨慕。

在我國北方農(nóng)村，冬季取暖采用傳統(tǒng)的灶炕取暖，只能使室溫保持在5度左右，面對這樣的難題，農(nóng)民們都十分無奈。有的家燒土暖氣，熏得屋子里烏七燎黑的。而且土暖氣費煤，一冬需要兩、三噸煤，又帶來沉重的經(jīng)濟負擔。

讓農(nóng)村人花最少的錢溫暖越冬，是老劉多年的夢想，用什么辦法能夠?qū)崿F(xiàn)這個愿望呢？

1984年，老劉在一本太陽能雜志上認識了太陽能，當時便萌生了一個大膽的想法，如果能把處處可見的太陽能應用到住房中來，取暖的問題不就解決了嗎？

建造太陽能房的想法在老劉心中越來越強烈。為此，他閱讀了大量相關(guān)書籍，從書中了解到增大采光面積、采用深色墻面材料，都有助于吸收太陽能；而冷熱空氣的上下循環(huán)也可以改變室內(nèi)溫度。

有了一些理論做保障，老劉決定開始著手實現(xiàn)自己建造太陽能房的夢想。那陣子他心中只有這一件事，有時畫圖畫得一夜都不睡。

然而，事情不像老劉想的那樣容易，他設(shè)計的太陽能墻對提升室溫所產(chǎn)生的作用微乎其微。

費盡心思造出的太陽能集熱墻，為什么不能提升室內(nèi)溫度呢？

董仁杰說，白天循環(huán)空氣把熱量向室內(nèi)循環(huán)；夜間室內(nèi)熱空氣循環(huán)到玻璃、墻上，空氣變冷，使室內(nèi)溫度很快降下來。

苦心造出的太陽能集熱墻根本起不到作用，老劉倍受打擊，難道自己真的建不成太陽能房了嗎？

有一天，到鄰村施工的老劉，在一所小學校里看到了一個正方形的叫作燃池的取暖設(shè)施，這是他以前從來沒聽說過的。（圖6）

董仁杰說，燃池是一個相對封閉的儲存燃料的空間，里面的燃料緩慢燃燒，向室內(nèi)不斷釋放熱量。

燃池所用的燃料，是一些農(nóng)業(yè)廢料，如秸稈、木屑甚至動物糞便等。

這個偶然的發(fā)現(xiàn)使老劉如獲至寶，如果把它用到房子的設(shè)計中，室溫不高的難題能不能解決呢？

然而，當老劉試圖把圖紙變?yōu)楝F(xiàn)實時，遇到了不小的阻力。因為大家不接受這種房屋采暖設(shè)計。

老劉身揣圖紙在外面四處碰壁，妻子在家的日子也不好過。有時家里生活斷頓了，老劉都不管；妻子反而還要向別人借錢，給他買火車票。

面臨日益窘迫的生活，劉興山絲毫沒有想過要放棄。終于，有人對他的設(shè)計予以了肯定。（圖7）

一個叫范守貴的農(nóng)民認為劉興山的設(shè)計行，因為有兩個燃池，就像老百姓說的，大火盆擱在了房底下。

有了信任，老范的房子很快破土動工了，老劉覺得自己離夢想也越走越近了。然而，更大的考驗正等待著他。

為老范新建的房子屋里氣味太大，往屋里冒煙嗆人。

其實，燃池的燃燒方式，人們并不陌生，過去燒煤爐子，到了晚上，得把火封上，讓它處在緩慢燃燒狀態(tài)，又不至于火滅了，第二天早上通一通，火又能重新燃起來；這種方式讓燃燒持續(xù)時間長，使火種一直保存下去。但它有一個非常不利的因素，會產(chǎn)生大量一氧化碳氣體，人吸入大量一氧化碳，會導致人體缺氧，甚至造成死亡。而少量長期地吸入一氧化碳，也會給人的身體帶來影響，導致出現(xiàn)大腦缺氧，視神經(jīng)出現(xiàn)問題等。老劉想到長此以往，大家對一氧化碳也受不了啊。怎么辦呢？單憑老劉，確實解決不了這個問題，只能求助于專業(yè)人士。

在當?shù)乜茀f(xié)介紹下，老劉找到了阜新礦業(yè)集團，技術(shù)人員決定對房子的安全性進行全面檢測。（圖8）

檢測結(jié)果，指標低于安保規(guī)程規(guī)定，可以使用。老劉懸著的心放了下來，然而，房子存在的隱患，引起了技術(shù)人員的注意。他們告訴老劉，地面的通風孔必須封掉，整個室內(nèi)地面不允許有泄漏一氧化碳的地方。

在技術(shù)人員指導下，老劉將房子存在的問題一一進行了改正。在此基礎(chǔ)上，他對燃池又做了進一步的安全設(shè)計。

在燃池的頂板上，老劉做了一層十幾厘米厚的防護層，使燃池內(nèi)的有害氣體不能穿透頂板滲漏到房間里。

一座集太陽能集熱墻以及燃池為一體的生態(tài)建筑，在老劉的手中應運而生。

這年冬天，范守貴一家終于能享受跟城里人一樣溫暖的生活，屋里的地面比炕上還熱，始終在21度左右。

很快，阜新市出現(xiàn)了30多座老劉設(shè)計的新樓房。老劉更忙了，越來越多的人希望他去幫忙指導蓋房。

就在老劉忙得不亦樂乎時，不幸卻突然降臨到他身上。由于長時間過度勞累，老劉患了腦血栓。

令妻子想不到的是，剛剛出院不久，老劉又畫起了圖紙。

老劉設(shè)計建造樓房的事，很快在當?shù)貍鏖_了。大連理工大學的陳濱教授對他的設(shè)計十分感興趣。

陳濱說，編制中的《關(guān)于村鎮(zhèn)住宅節(jié)能設(shè)計標準》馬上就要出臺了，其中包括關(guān)于農(nóng)村住宅室內(nèi)環(huán)境設(shè)計溫度、濕度，建筑的耗熱量等一些評價指標。

2010年12月，陳濱教授帶著她的師生考查團來到阜新市，對老劉設(shè)計的多功能房進行全方位檢測.。面對精密的儀器，老劉設(shè)計的房子能經(jīng)得起檢測嗎？

陳濱說，燃池采暖的住宅，室內(nèi)溫度晝夜波動的范圍在15度到22度之間。從室內(nèi)舒適度角度講，燃池采暖住宅已經(jīng)完全達到了要求。

老劉設(shè)計的新型樓房不僅使室溫提高了十多度，家里也變得更加整潔舒適了。

劉興山大膽地把所掌握的可再生能源利用技術(shù)，集成在自己設(shè)計的房子里。通過資源再利用，解決了北方農(nóng)村冬季采暖問題，盡管房子還存在一些需要改良的地方，可對于普通農(nóng)戶來說，能有這么一套價錢不貴，只用一點秸稈類的東西，就能解決冬季取暖的房子，何樂而不為呢？所以，老劉能被評選為十大低碳人物，人們都希望像老劉這樣的人越多越好，畢竟地球的資源是有限的，而我們是要生活在這里的。