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環境檢測。（圖1）

陳濱教授說，這次主要檢測室內環境溫度，室內空氣品質。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民，他心靈手巧，整棟房子都是自己設計的。在南方報業傳媒集團主辦，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，老劉越感到農村住房條件太差。拿燒灶嗆煙這個在農村中再常見不過的事說，婦女們是最大的受害者，經常被弄得滿臉是灰，有時甚至讓火把頭發燎了。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，為什么會出現倒煙這種情況呢？

董仁杰是中國農業大學能源工程與低碳技術研究室教授，他在農村灶炕結構及取暖設施等方面頗有研究。

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，他期待的結果終于出現了，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，倒煙的情況就好轉了呢？這和農村傳統的炕灶結構有關。

“七層（磚）鍋臺八層（磚）炕”是農村傳統的炕灶結構。盡管這樣的結構用起來比較方便，但最大的問題就是燃燒產生的煙進入煙道后，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構，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、炕經過一番調整，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，他經過村中一座荒坡時，突然迸發出一個想法。

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，山坡上出現了一座土磚房，老劉如愿完成了自己對灶炕結構的設計。滿懷怨氣的妻子只好跟著他住了進來，然而幾天后，妻子的態度就有了不小的轉變。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。

在我國北方農村，冬季取暖采用傳統的灶炕取暖，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，又帶來沉重的經濟負擔。

讓農村人花最少的錢溫暖越冬，是老劉多年的夢想，用什么辦法能夠實現這個愿望呢？

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也可以改變室內溫度。

有了一些理論做保障，老劉決定開始著手實現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，他設計的太陽能墻對提升室溫所產生的作用微乎其微。

費盡心思造出的太陽能集熱墻，為什么不能提升室內溫度呢？

董仁杰說，白天循環空氣把熱量向室內循環；夜間室內熱空氣循環到玻璃、墻上，空氣變冷，使室內溫度很快降下來。

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，向室內不斷釋放熱量。

燃池所用的燃料，是一些農業廢料，如秸稈、木屑甚至動物糞便等。

這個偶然的發現使老劉如獲至寶，如果把它用到房子的設計中，室溫不高的難題能不能解決呢？

然而，當老劉試圖把圖紙變為現實時，遇到了不小的阻力。因為大家不接受這種房屋采暖設計。

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，有人對他的設計予以了肯定。（圖7）

一個叫范守貴的農民認為劉興山的設計行，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，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，導致出現大腦缺氧，視神經出現問題等。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，只能求助于專業人士。

在當地科協介紹下，老劉找到了阜新礦業集團，技術人員決定對房子的安全性進行全面檢測。（圖8）

檢測結果，指標低于安保規程規定，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，整個室內地面不允許有泄漏一氧化碳的地方。

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

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，阜新市出現了30多座老劉設計的新樓房。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。

老劉設計建造樓房的事，很快在當地傳開了。大連理工大學的陳濱教授對他的設計十分感興趣。

陳濱說，編制中的《關于村鎮住宅節能設計標準》馬上就要出臺了，其中包括關于農村住宅室內環境設計溫度、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，對老劉設計的多功能房進行全方位檢測.。面對精密的儀器，老劉設計的房子能經得起檢測嗎？

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

老劉設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，集成在自己設計的房子里。通過資源再利用，解決了北方農村冬季采暖問題，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。