过冬,你靠的是暖气还是一身正气?_风闻
费米科学-来费米一起玩科学吧2019-11-14 18:22
大家好
我是大脸喵
就在我收拾好行李
准备去天津躲两天的时候
北京终于提前供暖啦!

为了应对入冬首个寒潮预警
所以提前了一天

每年都靠暖气过冬
大家有没有好奇过
暖气究竟是如何送到你家的?
南北供暖线又是从何而来?
今天我们就来说说


©pixabay
暖气从哪里来
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过去,人们过冬依靠的是自己烧的小烟囱煤炉取暖,那时每到入冬,除了囤大白菜,每家都会囤上一些石墨同位素气冷堆堆芯(俗称蜂窝煤)。
小小的煤炉给人们带来了不少温暖,人们用它取暖做饭,炉子上总会放上一个水壶,这样随时就能喝到热水,爱美的人们还会用火钳子来烫头发。

©history.sohu.com
但蜂窝煤燃烧产生的煤焦油和水汽,不经过处理直接顺着烟囱口落到地上,会结成一坨坨黑冰,而且整条街都是煤烟味儿。
要是赶上刮风天,还得赶紧调整烟囱口的方向,一个不留神浓烟倒灌,呛的人鼻涕眼泪直流,更危险的还可能会中毒。
为了解决这些问题,建国初期我国北方参照苏联模式,初步建立起了住宅锅炉集中供暖体系。
办公楼、车间、集体宿舍等最先尝试了这种供暖方式,当时总能看到这样冒着白烟的锅炉房,暖气也正是在此时进入到了人们的家中。

©collection.sina.com丨原北京啤酒厂锅炉房
其实,集中供暖的本质就是烧开水。
锅炉房先将冷水烧热,然后通过管道将它们输送到每家的暖气片里。
家中的暖气片由容易导热的钢、铸铁或铜铝复合材料制成,且安装在靠近地面的位置,这样通过热气上升、冷气下沉的对流,就可以快速提高房间的温度了。
锅炉房烧热水虽然同样也是用煤,但增加了尾气处理装置,对空气的污染要比各家的煤炉小的多。

©gov.cn
1958年,北京市建立了我国第一家煤气热力公司——双井蒸汽厂,主要向长安街沿线的大型公共建筑提供集中供暖,从此逐渐形成了我们现在的供暖系统。
热电厂的工作依旧是烧热水,但每个热电厂供暖的范围要比锅炉房大的多,而且自上个世纪90年代开始,集中供暖率先使用了清洁能源天然气,比烧煤更加环保。
热水会通过一级管网输送至社区附近的热力站,热力站利用换热器把二级管网中的水烧热,最后再流入每家的暖气片中,而且热电厂可以利用发电设备的余热供暖,进一步节省了能源的消耗。

©泼辣有图丨黑龙江的热电厂
热电厂可以大范围供暖的秘诀在于加压,一般情况下,水最多可以烧到100度,再热就会变成蒸汽了,但当压力增加后,水可以被烧的更热。
利用热电厂的经典设备**「燃气-蒸汽联合循环机组」**,燃气轮机带动发电机发电时,会产生大约500度的高温烟气。
这些烟气进入余热锅炉中,将换热管里的冷水加热成300-400度的高温蒸汽,驱动蒸汽轮机发电。
其中部分蒸汽会在汽水换热器里,把冷水加热至110-150度,用于供暖,由于管道内加了压,所以即使是到了150度,依旧是液态的,这样就可以通过管道流通。

©gov.cn丨冬天会冒热气的井盖下面流过的就是这些热水
之所以要把水烧到这么热,主要是为了节能,少量的水携带着更多的热量,既节省了水泵用电,还能缩小管道的直径,降低热损耗。
这些高温水经由一级管网来到了热力站,在这里与二级管网中的冷水汇合。
它们不会直接被混合在一起,而是利用板式热交换器,通过金属板导热将二级管网中的冷水加热至60度左右,最后输送到我们的家中。

©xuzhi.net丨板式热交换器
其实将一二级管网分开还有另一个目的,防止偷放热水。
偷放暖气水不仅会增加热电厂的负担,也会影响供暖效果,为了防止这一现象,早些时候,热企会往水里兑颜料,后来又加入了大蒜素、臭味剂。
2014年潍坊一家热企甚至无奈的贴出通告,面向市民收购尿液输入供热管网。

终于知道小时候暖气管漏水弄脏的衣服
为啥洗不出来了
南北供暖线从何而来
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目前,我国已经拥有了世界上规模最大的集中供暖管网。
热水管网总长度达到19.2721万公里,覆盖的建筑面积达到约85亿平方米。
但如此大规模的供暖,依旧有很多人只能凭一身正气过冬。


讲到南北供暖线,我们要先从以秦岭淮河为界的南北分界线说起。
1908年,中国地学会首任会长张相文,首次提出了南北分界线的概念。
1935年,中国近代气象学家竺可桢,在《中国气候概论》中明确提到了秦岭-淮河线。
凡曾经秦岭山脉者,未有不注意此山脉南北二区域间之差异。推究其因,盖以气候显然不同,遂使华北、华南植物之种类,旅行之方式,以及人民之特性迥然有别。
从此,秦岭-淮河线逐渐成为了我国公认的南北地理分界线。
不仅如此,它还是我国1月份0度等温线、800毫米等降水线、温带落叶阔叶林与亚热带常绿阔叶林带分界线……
到了上个世纪50年代,它又成为了南北集体供暖的分界线。

©《中国区域清洁供暖发展报告》
随着第一家热力公司建立,我国开始划定南北集中供暖的界限,当时能源紧缺,在节约成本的前提下,优先考虑了气候寒冷的北方。
依据当时苏联的气候计算方法规定,室外温度5度以下为冬天,因此,年日平均气温稳定低于或等于5度的日数大于或等于90天的地区,开展集中供暖。
并且根据这个标准,制定了供暖时间标准,例如我国华北大部分地区为当年11月15日至次年3月15日,地处我国最北端,冬季最漫长的漠河,则拥有着长达8个月的最长供暖期。

但受到**“拉尼娜”气候**现象影响,我国冬季的气温变得更低,据统计1954年以来,当出现“拉尼娜”现象时,我国冬季偏冷的比例超过了80%。
“拉尼娜”气候
指赤道太平洋东部和中部海表温度大范围持续异常变冷(连续6个月低于常年0.5℃以上)的现象,通常伴随厄尔尼诺而来,也被称为“反厄尔尼诺”。
也就是说,和制定供暖时间的那个时期比冬天变得更冷了,这也是为什么最近很多南方地区开始强烈的呼吁供暖。
另外从气象学角度看,湿度对体感温度的影响很大,平均每增加10%,体感温度就会降低1度。

有趣的是,由于江苏正处在南北分界线上,所以徐州虽然属于江苏,却是个货真价实的北方城市,所以每到冬天,向来内斗的不亦乐乎的江苏,就会空前一致的“仇视”徐州。

©微博江苏气象
除了徐州,一些南方城市也陆续在尝试着集体供暖,微博上有人特意整理出了这些幸福的城市。

©微博我就是个画地图的
而在北方,集中供暖也由固定的时间变为看天供暖,每个城市有自己的判断标准,例如天津已经提前供暖半个月了。

©微博新华网
北京的规定是,如在非法定供热日期间,一旦连续5天的日平均气温低于5℃,或是出现突降大雪等恶劣天气,就可以提前启动供热。
暖气虽好但要小心暖气病
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夏天的时候,我们曾经说过**「空调病」(传送门),到了冬天,随着供暖的开始,「暖气病」**又出现了。
和空调病一样,暖气病也是由于环境变化引起的一系列症状。

©soogif
供暖后,室内外的温差变大,加上室内门窗紧闭,空气干燥且不流通,就很容易引起鼻咽干燥、流鼻血、浑身无力、头晕恶心等症状。
造成这些症状的主要原因是缺水,正常情况下,人体每天会蒸发掉大约1000毫升的水分,供暖后蒸发的水分会增加,如果不及时补水,时间长了,身体的各个器官都会跟着遭殃。

长时间缺水,呼吸道粘膜分泌物就会减少,灰尘、细菌等附着在粘膜上,很容易引发上呼吸道感染。
水分流失,还会导致血液粘稠度增高,引起血压下降及心绞痛等心血管疾病。
水分都被蒸发了,去厕所的机会自然也就少了,尿液起到冲洗尿路、避免感染的作用,如果过少就会增加尿道感染和尿路结石的风险。
除此之外,皮肤干燥、眼睛干痒也都是缺水造成的,所以暖气来了一定要多补水。

干燥、温暖又不流通的室内空气,是病菌的最爱,有研究显示当空气湿度低于40%时,感冒病毒和其他能够引发感染的细菌会快速繁殖,所以天冷也要记得常通风。

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以上
就是本期的全部内容
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