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南方不供暖的真相——科学告诉你

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黑暗执政官

闻昆吾方始，知秋珉而入林

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1楼

发表于 2011-2-5 13:29 |只看该作者 |正序浏览

1我们为什么会感觉到冷　　

或许很多人会对这个问题嗤之以鼻，认为它太简单以至于不屑回答。冷的感觉来源于神经对体表热量流失的反应，而冷的程度取决于体表热量流失的速度。当你的双手浸泡过冷水以后，立即摸高于水温的物体，会有一种温暖的感觉，哪怕那个物体的温度远远低于你的体温。想必很多人都有过这样的经历，也就是说，你的感觉并非那么“忠诚”地反应外界的环境，偶尔也会“欺骗”你一下。冷热反应的是热量的流向问题，而不是绝对温度。你的温暖错觉实际上来源于你的局部温度（双手）与物体的温度差异，而不是你的体温与气温的温差。

2 “冷”的程度是由温度独自决定的吗　　

在认同了上文那个常识之后，很多人又会陷入到另外一个误区，感性地认为人体直接接触到的东西的温度越低，我们就会感觉到越冷。因为在他们看来，较大的温差显然会使得热量流动得更迅速，人体理所当然会感到更冷。这种观点是不完全准确的，因为在人体表面积恒定的情况下，决定热传导速率q的还有两个量，温度梯度（温差在法向量上的偏导），也就是外界温度与我们人体温度之间的差异大小，只是其中的一个；还有一个是介质的导热系数k。热传导速率与这两个因子的乘积成正比。换句话说，就是导热系数和温度梯度在影响热传导速率时的地位是同等的。

3 南方影响热传导速率的因素是什么　　

大家在讨论南北冬天的体感时，提得最多的是南北湿度的差异，这说明他们已经隐约感觉到湿度对体温流失的影响。当然，大部分人只是说出自己的感觉，或者只是根据自己多年的经验，凭直觉认为是湿度影响了我们体温的流失。现实情况正是如此，南方潮湿的空气大大增加了南方空气（应该说所有物体）的导热系数。那么潮湿空气与干燥空气的导热系数有多大差异呢？水的导热系数是0.5815W/m·K，而静止空气的导热系数只有0.0233 W/m·K，相差二十多倍。南方的湿度大决不仅仅是水蒸气含量大的问题。虽然不能说我们是直接生活在水里，但也差不多了，基本上衣物就没有一件干爽的。这时候这些衣物的导热性虽然无法与刚洗过没拧干的衣服相比，但和那些刚从摔干桶里拿出来的衣服已经没有太大区别了。无论是空气还是衣物，其导热系数，南方的绝对要比北方的大得多。

4 气温和湿度，谁对体感温度更有影响力　　

虽然大多数人承认湿度对体感温度的影响，但也有北方人坚持认为，温度是主导因素，他们的理由很直观：湖南现在只有零下四度，再怎么冷也不可能把人体温度降到零下五度；而北方已经是零下十几度了，人体温度的下降空间显然要大得多。　　

实际上，让我们感觉到冷，根本就不要到那么低的温度，当体表温度大约12度时，80％就会感觉到很冷，其余的20％大多也会有冷的感觉。我们之所以在气温还是12度时不感到冷，只是因为我们或多或少做了一些防护罢了。也就是说，无论是湖南的零下四度（实际上湘北一带的冬季平均温度一般在四度左右），还是北方的零下十几度，对于人体来说都已经足够低了。人体要不感到冷，就是要在周边环境的各要素的影响下，将体表温度维持在12度之上，甚至是舒适温度25度以上。而气温和湿度只不过是阻止我们达到这个目的的两个等同的因素，没有哪个有绝对影响力。　

5 南方的房子为什么不建得像北方一样保暖　　

很多北方人诧异：既然南方这么冷，为什么在建造房子的时候不参照北方方位的结构？这里有多方面的原因。北方房屋的一个显著的特点是墙厚。但这个厚是有讲究的，并非是一味地垒砖。北方的墙实际上有两层，中间有个空气层，实际上其隔热作用的就是这个空气层。建材大多是良好的导热体，实体墙面是没有多大的隔热作用的。而且，中间的那个空气层还可以与炕连接在一起，像*在陕北住的房子一样，做成“暖墙”。　　

第二个特点是严实。相比较而言，北方房屋比南方房屋裹得严实多了。由于常年少雨，房屋多是平顶，用空心板封死了屋顶。四面墙体不留下任何多于的缝隙。窗户也造得严实，冬天几乎不开，玻璃是双层的，中间同样留了一个气层隔热。　　

第三个特点是避风。北方的风向相对于南方单一，冬天风基本是从西北偏北方向吹来，所以他们的房子基本都背对着北风吹来的方向。有了这些特点，房子想不保暖都不行。不过很可惜，这样的方案却不能在我们南方照单全抄。　　

首先，中国北方的大部分地区的土层都很厚实，支撑力很强，有能力支撑厚重的墙体。但南方的表层地质比北方复杂，表层土壤中往往存在多种不同的土质，这使得该处土地的支撑力很难琢磨；而且这些成分复杂的土壤在水分的浸泡下会变得很软、很“活跃”，甚至会运动，容易造成房屋的形变。显然，这种作用对越重的房屋影响越大。如果我们不下足功夫打地基——最有效的方法就是把地基里原来的土都挖去，换上石头和混凝土结构——就冒然建北方那种厚重的房屋，甚至会有整个房屋下沉或坍塌的危险。　　

其次，南方的房屋不可能建得北方那么严实，除非我们不为其他季节考虑。南方最大的特点就是潮湿，这点在每个季节都很显著。房子作为一个相对封闭的结构，水蒸气进到屋内就很难排出去，特别是夏天刮“水南风”的时候，大量的水蒸气就会在室内凝结成水。如果这时候我们住的是那种特别严实的房屋，水气就很难从房顶的瓦隙排出去，这样就会让室内过于湿润，不但使人感到憋闷，而且对室内器物也不好。　　

第三，冬天的南方处于冷暖空气交汇的地方，两锋常常势均力敌，在加上地形多变，不似北方平坦，风向远不如北方容易琢磨。所以南方房屋的朝向一般根据屋主的经验和地基处的地形决定，很难看出明显的规律，也许唯一可以确定的是，朝向北方、西方的很少，不过那也更多是考虑采光的问题。　　

除去这些原因不说，即便南方也如北方一般建造房屋，保暖能力也相当有限。就城市来说，南北方城市的房屋基本慢慢朝向趋同发展，至少很难在南方城市中发现瓦房；为了增加高楼的坚固性，墙体也是相当厚的；由于高楼林立，避风功能也不会弱于北方城市的建筑。但是冬天的南方城市建筑里照样寒冷，这还是因为潮湿的空气无孔不入造成的。南方为什么不装暖气　　

“南方不装暖气”常常也是备受指责的问题之一。南方人指责炡椨厚此薄彼，为什么北方装得，南方却装不得？而北方人认为南方人自做自受，不会未雨绸缪，受点苦头着实应该。其实，双方就这个问题存在很大的误解。北方的暖气不能完全算社会福利，民众是要掏钱的；南方也不是想装就装的，暖气毕竟是一种集体消费行为，若是达不到一定用户，或者使用周期不长，暖气供应者铁定赔本。从根本上说，暖气消费还是一项市场行为，炡椨只在其中起到倡导、监督作用。现在的暖气设施分为水暖系统和气暖系统，由于水暖系统方向性好，供热持续时间长，所以比气暖系统更常用。不管哪种方式，暖气都是要经过长途管道输送的，为了保证热量不在中途过多的流失，对管道的保温、隔热是必须的。　　

由于北方气候干燥，而干燥空气的隔热能力和热容量都小，所以北方的管道的热量流失主要集中在管道的热辐射，只要解决了这个问题，南方的暖气运送效率是相当高的。防止热辐射主要采用隔热材料中的热反射材料，如具有很高的反射系数的镍、铝箔或镀金属的聚酯、聚酰亚胺薄膜等材料，在管道的内外面镀上或包裹一层就行了。简单方便，效果良好。　　

但在潮湿的南方就不同了，除了热辐射可以带走管道的热量之外，通过热传导流失的热量更多。如前所述，潮湿的空气是优良的导热体，它们会以远大于干燥空气的导热速度将管道的热量转移走。除此之外，潮湿空气还有远大于干燥空气的热容量，它们吸收的热量并不能明显地反映在升高自身温度上。因此，南方如果破费安装暖气，其效果肯定也大不如北方。　　

如果有对此心存疑义的朋友，不妨问问那些居住在湖北、安徽的装有暖气的准南方朋友，他们的暖气到底起到了多大的作用。有时候即便暖气片表面温度还算热，但室内温度就是提不上来。原因在于，一方面，由于南方空气湿度大，热容量大，室内空气热得慢，升温需要很长时间；另一方面，为了节约管道，暖气片安装在靠近外墙的地方；再加上前面所说的湿润地方的房屋建得并不严实，诸多因素共同作用，使得等室内空气将热时，大部分的热量已经流失到室外了。　　

无需多少管道的炕在南方农村也是不适合。炕中多灰尘，在南方潮湿空气中很容易富集病菌；为了防止墙体骤冷骤热，火墙一般采用偏向于土质、保温效果好（热传导能力差）的建材，而这种建材在南方显得极不结实，早在很多年前就淘汰了。　　

综上所述，不是南方人不想装暖气，而是实在没有这个条件。当然，这都是过去时，现代科学技术的进步，已经较好地解决了南方采暖的不利因素，比如独立供暖，分室控温，温度梯度变化小、热惰性强、热稳定性好的常规地暖以及特别适合南方建筑和气候特点的、不占空间、降低荷载同时热得快的薄型地暖等。

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卿晓寒夜，须知朝阳
胸大了不起么，爽的又不是自己！

juventuswz 该用户已被删除	27楼发表于 2011-2-5 20:39 \|只看该作者提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽
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小月呀呀儿该用户已被删除	23楼发表于 2011-2-5 17:26 \|只看该作者提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽
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Jhonny 该用户已被删除	22楼发表于 2011-2-5 17:19 \|只看该作者提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽
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我爱国际米兰该用户已被删除	21楼发表于 2011-2-5 17:16 \|只看该作者提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽
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lofi 该用户已被删除	10楼发表于 2011-2-5 14:14 \|只看该作者提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽
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