寒風(fēng)凜冽的冬季，一間溫暖如春的屋子會讓人感到十分幸福。如今遍布北方家家戶戶的暖氣，在百年前卻是時髦和身份的象征。暖氣片是誰發(fā)明的?它又是怎樣來到中國的呢?
1 暖氣片的雛形
早在公元前100年，古羅馬人在公共浴室、公共廁所等場所的地面下方和墻體內(nèi)部已經(jīng)建造出為室內(nèi)加熱的設(shè)施。這種設(shè)施以燒火產(chǎn)生的熱煙和熱氣為熱源，熱煙和熱氣經(jīng)過浴室地面下方、墻體內(nèi)部和拱頂內(nèi)部的一排排瓦管，從地面徐徐上升。熱煙和熱氣沿著瓦管流動，散發(fā)熱量，逐步加熱地面與墻體，產(chǎn)生熱循環(huán)。古羅馬的公共浴室大多是露天的，有了這樣的保溫設(shè)計(jì)，露天浴室即便在寒冷的冬日也能感受到溫暖如春，人們悠然自得地在其中沐浴、社交。這種設(shè)計(jì)被視為中央供熱的雛形，并隨著古羅馬疆域的不斷拓展被帶到世界各地。
在我國北方，類似的取暖技術(shù)被稱為“火墻”和“火地”，最早可以追溯到秦代。考古學(xué)家在秦興樂宮遺址中就發(fā)現(xiàn)了火墻的做法，即用兩塊瓦相扣，做成管道包在墻的內(nèi)側(cè)，與灶相連通。北魏酈道元在《水經(jīng)注》卷六中記載了河北觀雞寺大殿內(nèi)火地的鋪設(shè)情況：“寺內(nèi)有大堂，甚高廣，可容千僧。下悉結(jié)石為之，上加涂塈。基內(nèi)疏通，枝經(jīng)脈散。基側(cè)室外四出余火，炎勢內(nèi)流，一堂盡溫。”說的是觀雞寺大堂的房基是石頭做的，房基內(nèi)部連通，從屋外房基側(cè)面點(diǎn)火，熱氣往石頭房基里流，大堂里就暖和了。
明清宮殿的建筑結(jié)構(gòu)，采用了火墻和火地結(jié)合的形式，最典型的就是紫禁城。紫禁城內(nèi)的很多建筑有火墻，就是將宮殿中的墻壁建造成空心的夾墻，墻下挖有火道，殿外的房基里設(shè)有添火炭的炭口。一到冬天，專職的司爐太監(jiān)就會將燒好的炭倒進(jìn)炭口，溫暖的熱煙就會順著夾墻火道加熱整個房間。
宮內(nèi)的火地結(jié)構(gòu)主要由工作坑、爐膛、主煙道、支煙道、排煙道等幾部分組成。工作坑的位置一般在建筑的前檐外的階條石內(nèi)，也有在走廊內(nèi)或山墻處的。工作坑通常是方形的，深約1米，平時用木板蓋上，用時掀開木板，人可下到工作坑里燒炭。工作坑與爐膛相連，一般靠近床炕，以便最大限度地發(fā)揮取暖效果。爐膛的形狀有長方形的，也有橢圓形的，一般用生鑄鐵制成。爐膛上方是經(jīng)受最高溫的地方，所以會安放一塊特制的鑄鐵方磚，以增加抗熱強(qiáng)度，防止因局部過熱而燒塌地面，引起火災(zāi)。爐膛后部是一條斜坡狀的主煙道，利于熱煙迅速通過。主煙道兩側(cè)分出若干條支煙道，左右對稱，使熱煙流動到各處，最后從排煙口排出。因?yàn)檫@種煙道的排列形式很像蜈蚣，人們稱其為“蜈蚣道”。
紫禁城的火地設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)非常合理，燒火的工作坑和排煙道均在室外，既避免了燒火產(chǎn)生的煙進(jìn)入室內(nèi)，又可以防止燒火人員一氧化碳中毒的風(fēng)險。熱煙沿著主煙道、支煙道流到屋內(nèi)各處，地面得到均勻加熱，室內(nèi)溫暖又干凈，很好地滿足了冬季取暖的需求。不過，火地施工難度系數(shù)大，需要打通宮殿地下部分，施工不便且易引起建筑下陷，所以只有少數(shù)帝后起居的宮殿內(nèi)建有火地。乾隆皇帝最愛待的養(yǎng)心殿三希堂就設(shè)有火地。他在詩作《冬夜偶成》中感嘆：“人苦冬日短，我愛冬夜長。皓月懸長空，朔風(fēng)瓢碎霜。垂簾在氍毹，紅燭明涂堂。博山炷水沉，和以梅蕊香。敲詩不覺冷，漏永夜未央”。現(xiàn)在，人們參觀故宮時，還可以在養(yǎng)心殿、景仁宮、壽康宮等處看到火墻和火地的遺跡。它們可謂暖氣的雛形。
在人口稠密的城市，集中供熱是流行的采暖措施。
2 暖氣片的誕生
近現(xiàn)代意義上的暖氣誕生于歐洲。隨著工業(yè)革命轟轟烈烈地展開，蒸汽機(jī)的發(fā)明促進(jìn)了鍋爐制造業(yè)的發(fā)展。19世紀(jì)的歐洲出現(xiàn)了以鍋爐為熱源、以蒸汽或熱水為熱媒的集中供暖。最早將暖氣鋪設(shè)進(jìn)自己家的人就是大名鼎鼎的蘇格蘭發(fā)明家詹姆斯·瓦特。沒錯，就是那個發(fā)明蒸汽機(jī)的瓦特。瓦特把一條輸送高壓蒸汽的管道鋪設(shè)到了自己家里，并用焊接銅板制成了暖氣片。這套暖氣設(shè)備讓瓦特的家在蘇格蘭陰冷的冬季也能夠十分溫暖。在自己家中試驗(yàn)成功之后，瓦特?cái)U(kuò)大了這套蒸汽取暖設(shè)備的規(guī)模，將其安裝在了曼徹斯特的一家紡織工廠里。就這樣，瓦特成為暖氣的先驅(qū)者之一。他的做法體現(xiàn)了近代暖氣設(shè)備在誕生時最重要的兩個用途：一是確保家庭生活起居的取暖，二是滿足工業(yè)生產(chǎn)必要的取暖需求。后來，法國出現(xiàn)了最早的熱水供暖系統(tǒng)。從那以后，蒸汽供暖和熱水供暖成為集中供熱最主要的兩種形式，一直延續(xù)到現(xiàn)在。
19世紀(jì)中葉，鑄鐵暖氣片即最早的暖氣片被俄國人弗蘭茨·桑加利發(fā)明出來。桑加利從小跟隨經(jīng)商的父母往來于歐洲各國，見多識廣。長大后，他也成為一名商人。有一年，他在英國見識到當(dāng)時熔鑄鐵技術(shù)，并深深迷上了它。桑加利覺得這項(xiàng)技術(shù)有很大的商業(yè)空間，便花重金學(xué)會了這項(xiàng)技術(shù)，并帶著相關(guān)材料和機(jī)械回到了俄國。為了在俄國推廣這項(xiàng)技術(shù)，他成立了自己的公司，生產(chǎn)一些適用于家庭的鐵制品，比如護(hù)欄、鐵管等。同時，他還根據(jù)客戶的需要制作一些個性化的家庭用品，并上門安裝，發(fā)展出集生產(chǎn)和安裝為一體的業(yè)務(wù)模式，很受客戶喜愛。他的公司也漸漸有了名氣。
公司收到的訂單源源不斷，桑加利每天忙得不亦樂乎。一日，在外面忙了半天的桑加利剛回到辦公室，就見幾個人徑直闖進(jìn)來，從對方的穿著打扮上看似乎來自皇宮。來人也沒有多解釋，只是讓他跟自己走一趟，說有一筆大生意等著他做。桑加利自然不敢拒絕，乖乖跟著他們出去。
來人將他帶到圣彼得堡港口旁邊的一座宮殿，說明了來意。原來這里是沙皇新建的一座行宮，宮殿已建設(shè)完，卻沒有任何供暖設(shè)備。俄國的冬天非常寒冷，他們希望桑加利能利用歐洲的新技術(shù)為這座行宮鋪設(shè)一套供暖設(shè)施。
接下這筆大單，桑加利絲毫不敢怠慢。他圍著宮殿內(nèi)外轉(zhuǎn)了好幾圈，隨后回到辦公室里，拿起筆畫了一張又一張圖紙。經(jīng)過幾天的思索，他發(fā)明了一種新的東西——暖氣片。暖氣片本身不產(chǎn)生熱量，但它的金屬質(zhì)地導(dǎo)熱快，柵欄式結(jié)構(gòu)也能更好地散發(fā)熱量，只需將鍋爐燒出的熱水輸送到暖氣片里，再靠它散發(fā)熱量就可以加熱居室了。
幾個月后，暖氣片就被安裝在了沙皇的行宮里。為了與行宮的裝飾風(fēng)格相統(tǒng)一，桑加利還特意在暖氣片上雕鑄了各種花紋，使它看上去具有一種工業(yè)美感。沙皇對桑加利的發(fā)明十分滿意，又讓他照這座行宮的設(shè)計(jì)，給自己的其他宮殿和別墅都安裝上同樣的供暖設(shè)施。其他貴族在沙皇行宮見識到暖氣片帶來的溫暖后，也紛紛讓桑加利去自己的府邸安裝暖氣片。后來，暖氣片從達(dá)官貴人的官邸走向教堂、劇院等公共設(shè)施。
隨著科技的發(fā)展，暖氣片的材料也從鐵質(zhì)發(fā)展到鋼質(zhì)，并出現(xiàn)了銅質(zhì)、鋁質(zhì)等不同類型。暖氣片的制作成本也逐漸降低，去除了裝飾性的元素，保留其實(shí)用功能，成為普通百姓也能享受到的冬日福利。
3 熱水汀改變中國人取暖習(xí)慣
歐洲的這股暖氣風(fēng)潮，也被引入了近代中國。在19世紀(jì)末，北京東交民巷的一些外國公使和外國企業(yè)開始在其駐地建筑中安裝暖氣設(shè)備，到了1910年前后，北京和上海的一些新建筑也紛紛安裝了暖氣設(shè)備取暖。
暖氣剛剛來到中國時，被稱為熱水汀。暖氣采暖需要鍋爐和管道將整個樓宇作為系統(tǒng)連接起來，還需要煤炭作為燃料、鋼鐵作為設(shè)備材料、泵作為動力。暖氣采暖干凈、均勻、持續(xù)，與傳統(tǒng)的燒火取暖相比，優(yōu)勢不言而喻。
隨著民族資本主義的發(fā)展，中國自產(chǎn)煤的數(shù)量上升，大城市的煤源逐漸充足，從而解決了采暖所需的燃料問題，為暖氣的推廣提供了能源保障。于是，熱水汀在北京和上海的政要公館、知名企業(yè)、豪華酒店、大學(xué)、醫(yī)院、高檔公寓等西式建筑中流行起來。上海的禮查飯店、匯豐銀行、電報(bào)大樓，北京的清華大學(xué)、燕京大學(xué)等地方，均安裝了蒸汽采暖設(shè)備。
在當(dāng)時，上海是全國暖氣事業(yè)最發(fā)達(dá)的地區(qū)。有文獻(xiàn)記載，當(dāng)時上海幾乎所有的設(shè)備安裝企業(yè)都從事暖氣安裝業(yè)務(wù)，暖氣工程技術(shù)也非常先進(jìn)。以外資設(shè)備安裝企業(yè)顧發(fā)利洋行為例，在暖氣安裝工程上，其業(yè)務(wù)細(xì)分為：真空暖氣工程、低壓暖氣工程、暗管暖氣工程和加速及自降暖氣工程等。當(dāng)時世界最大的采暖設(shè)備生產(chǎn)廠商美國汽爐公司的在華代理機(jī)構(gòu)慎昌洋行，在滬大力推廣熱水汀。該公司所售采暖設(shè)備的種類非常齊全，可以提供從僅一個浴室使用到服務(wù)整個旅館或公寓大樓的系統(tǒng)設(shè)備。當(dāng)時外灘所有建筑都采用了慎昌洋行提供的鍋爐及暖氣片。在上海其他地方，一些設(shè)施較好的里弄都設(shè)置有鍋爐間為建筑提供采暖的熱源。上世紀(jì)30年代，上海的設(shè)備工程師陸今鐘和黃述善各自編著了一本《暖氣工程》。可見，上海的暖氣事業(yè)已經(jīng)發(fā)展得比較成熟。
不過，暖氣的普及只是在西式建筑中，對于那時的普通大眾來講，暖氣還是時髦和奢侈的象征。1932年冬末春初之際，魯迅住在上海，其子周海嬰起了疹子，魯迅想找一個比較溫暖的環(huán)境為孩子養(yǎng)病，于是專門找了一家有蒸汽采暖的旅館。不料這家旅館雖然有采暖設(shè)備但是當(dāng)時并沒有蒸汽供應(yīng)，住店費(fèi)用卻比一般旅館要貴。魯迅因此在給友人的信中抱怨說，這錢算是白花了。
在北京，同樣是安裝了熱水汀的兩所大學(xué)——清華大學(xué)和燕京大學(xué)的情況也不一樣。據(jù)說當(dāng)時清華大學(xué)的采暖費(fèi)撥款充裕，暖氣燒得特別好，整個冬天，清華大學(xué)的室內(nèi)都跟夏天一樣，學(xué)生們睡覺時蓋一條薄被就足夠了。而不遠(yuǎn)處的燕京大學(xué)因?yàn)椴膳M(fèi)不足，暖氣就燒得溫溫吞吞。
4 邊學(xué)邊干的新中國暖氣事業(yè)
第二次世界大戰(zhàn)之后，城鎮(zhèn)供熱事業(yè)得到前所未有的發(fā)展。一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家出現(xiàn)了現(xiàn)代意義上的熱電聯(lián)產(chǎn)。蘇聯(lián)建成了當(dāng)時世界上規(guī)模最大的供熱系統(tǒng)，莫斯科的熱網(wǎng)干線就長達(dá)3000多公里，源源不斷地為城市500多個工業(yè)企業(yè)和4萬多座建筑物輸送采暖用熱水。英、美、法等國家多采用區(qū)域鍋爐房作為供熱系統(tǒng)，熱媒不是熱水而是蒸汽。
新中國成立后，國家開始了有計(jì)劃的大規(guī)模經(jīng)濟(jì)建設(shè)。上世紀(jì)50年代，新中國供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理主要是學(xué)習(xí)蘇聯(lián)的供熱技術(shù)。1952年，在蘇聯(lián)專家的幫助下，哈爾濱工業(yè)大學(xué)在全國設(shè)立了第一個暖氣通風(fēng)工程專業(yè)。1953年，蘇聯(lián)暖通專家德拉茲多夫來華，他和中國研究生在哈工大組成了第一個暖通教研室，還有五名本科生和研究生一起學(xué)習(xí)。他們的主要任務(wù)就是以蘇聯(lián)的供熱模式為范本，邊學(xué)邊干，開創(chuàng)新中國的暖氣事業(yè)。第一屆研究生都是從全國各地抽調(diào)來的青年教師，他們先在預(yù)科專門學(xué)習(xí)一年俄語，以便直接向蘇聯(lián)專家學(xué)習(xí)。為了擴(kuò)大專業(yè)師資隊(duì)伍的培養(yǎng)，高教部又從全國各地抽調(diào)了一批教師來進(jìn)修。第二批學(xué)員沒有時間再學(xué)習(xí)一年俄語，只好通過第一批研究生間接向蘇聯(lián)專家學(xué)習(xí)。這些人后來都成為各高校創(chuàng)建暖通專業(yè)的中堅(jiān)力量。
很快，同濟(jì)大學(xué)、清華大學(xué)、天津大學(xué)、南開大學(xué)等8所院校也創(chuàng)設(shè)了暖通工程專業(yè)。我國暖通工程行業(yè)終于有了自己的人才隊(duì)伍。1956年5月1日，建工部建筑科學(xué)技術(shù)研究所內(nèi)成立了采暖通風(fēng)研究室，標(biāo)志著我國暖通行業(yè)人才隊(duì)伍初步建成，為進(jìn)一步探索有中國特色的暖通事業(yè)奠定了基礎(chǔ)。
新中國集中供熱事業(yè)最早從北京起步。1957年，北京市第一熱電廠作為蘇聯(lián)援建中國的156個重點(diǎn)項(xiàng)目之一開始建設(shè)。1958年4月，全國集中供熱的第一條管道“光華線”在京破土動工，開啟了我國城鎮(zhèn)集中供熱的歷程。前三個“五年計(jì)劃”期間，全國雖然建成了多座熱電廠，但是投產(chǎn)后供熱能力很低，導(dǎo)致我國城鎮(zhèn)集中供熱事業(yè)的起步較緩慢。直到1968年，沈陽才成為全國第二座建成集中供熱系統(tǒng)的城市。
上世紀(jì)80年代以后，我國暖氣事業(yè)迎來大發(fā)展。1983年年底，全國有17座城市建立了集中供熱設(shè)施，共鋪設(shè)供熱管道600余公里，市政供熱面積3000萬平方米。北京也陸續(xù)建成了第二熱電廠、左家莊供熱廠、方莊供熱廠、北辰熱力廠等熱電廠。北京最老的石景山發(fā)電廠也被改造為熱電廠。上世紀(jì)80年代后期，我國集中供熱逐漸從大型城市向二、三線城市普及，這一時期是我國集中供熱高速發(fā)展的時期。1989年，“三北”地區(qū)十三個省市的供熱面積達(dá)到18900萬平方米，集中供熱普及率達(dá)到12.1%。
從上世紀(jì)90年代開始，我國在繼續(xù)發(fā)展集中供熱的同時，也開始發(fā)展分戶供暖，以太陽能等清潔能源為熱源的供暖方式不斷涌現(xiàn)。更加節(jié)能、環(huán)保的采暖新技術(shù)、新材料為高效采暖帶來更多的可能，寒冷冬日里，人們很享受家中溫暖、舒適、健康的高品質(zhì)生活。
集中供熱VS分戶采暖，哪個更好?
進(jìn)入新世紀(jì)，世界各國的建筑采暖方式不盡相同，大致可以分為集中供熱和分戶獨(dú)立采暖兩種形式。
集中供熱的優(yōu)點(diǎn)是安全、可靠，用戶不用自己負(fù)責(zé)建設(shè)、維修、更新等事宜。但缺點(diǎn)是熱力管網(wǎng)傳輸時的熱損耗比較大，供暖時間和溫度不能由用戶自己控制。
分戶供暖就是每家每戶有一個獨(dú)立的供暖系統(tǒng)，比如燃?xì)獗趻鞝t采暖、中央空調(diào)采暖、電熱膜采暖、太陽能采暖等。它的優(yōu)點(diǎn)是用戶可以自主調(diào)節(jié)溫度和供暖時間，能源浪費(fèi)少。但缺點(diǎn)也很明顯，那就是存在一定的安全隱患，用戶要自己承擔(dān)維護(hù)責(zé)任，而且目前來看，分戶供暖的收費(fèi)也比集中供暖高一些。
在實(shí)際操作中，各國根據(jù)不同的地理?xiàng)l件和人口居住情況，因地制宜地選擇了適合本地區(qū)情況的供暖方式。比如在地廣人稀的加拿大，住宅建筑主要采取了分戶熱風(fēng)供暖。每戶在地下室安裝獨(dú)立的燃?xì)鉄犸L(fēng)爐，利用爐子加熱供暖房間的室內(nèi)回風(fēng)和一小部分室外新鮮空氣，通過風(fēng)機(jī)經(jīng)風(fēng)道送至房間。
芬蘭則采用了“間接集中供熱”形式，通過供暖管道提供的熱水流向每棟樓房的熱交換器內(nèi)，熱交換器與用戶的暖氣片之間形成一個單獨(dú)的循環(huán)系統(tǒng)。每個用戶可以自主調(diào)節(jié)供熱溫度和供熱時間。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大部分芬蘭人冬季每月的供暖開支超過100歐元。
目前在我國，北方城鎮(zhèn)主要采用集中供熱，北方農(nóng)村和南方廣大地區(qū)則以分戶供暖為主。
