为什么只有中国南方室内的冬天这么冷？

许鹏

  最冷的冬天是中国南方的冬天的室内

  马克吐温说，世界上最冷的冬天是旧金山的夏天。他没有去过中国的南方或在长江流域渡过冬天，如果他有幸去的话，一定会改口——世界上最冷的冬天是中国南方室内的冬天。旧金山的夏天之所以冷，是因为超乎意外、淬不及防，穿着夏装去，却发现7月的旧金山竟然需要毛衣才行。中国南方的冬天也是一样，北方人本以为去南方是告别了白雪皑皑的北国，结果被南方的冬天冻得手脚生疮。

   在中国南方，采暖一直是困扰人们多年的问题。每到寒冬来临，南方人总会期望能过上像北方一样有暖气的日子。那么我们来分析一下，到底是什么原因导致中国南方采暖成为了一个问题？为什么仅仅中国面临南方采暖问题？为什么处于相似气候带的北美、欧洲南部、日本、甚至欠发达的墨西哥等国家或地区没有同样的问题？

  一提到南方采暖问题， 不少业内人士倾向于把责任推给前苏联专家。上世纪50年代，苏联专家帮助中国制定建筑采暖标准，根据中国当时的经济发展条件，将秦岭淮河以北、累年日平均气温稳定低于或等于5℃的日数大于或等于90天的地区界定为集中供暖地区，采用采暖措施，而南方地区不在集中采暖的考虑之内。50年代，上海一些老式房子里的壁炉甚至被统一拆除。一个简单的红线，使中国南方几亿人口从此告别温暖的冬天，并像魔咒一样整整影响了国人60余年。

  但事实真是这样的么？南方采暖之痛，果真是前苏联专家惹的祸？那么为何一个错误延续60余年却无人修正？错误又是怎样延续下来的呢？日本、韩国、美国南方和南欧的大部分区域同样没有集中采暖，却为什么没有遭遇中国特有的南方采暖问题？实际上，集中采暖是具有计划经济色彩的特有现象，除了前苏联之外，世界上绝大部分地区，即使是寒冷地区，并没有集中采暖设施。但即使没有集中采暖设施，也没看见这些地区和国家冬天喊冷。

  我们先来看一下，冬季建筑的传热计算公式：

   Q =Σ（KA）* （Tin -Tout）

  Q是加热量，即室内保持一定温度所需要的加热量。K是建筑围护结构的传热系数，代表的是房子的保温性能。K越大，房子的保温性能越差。 A是建筑向室外传热的表面积。KA前面的Σ是总和的意思，就是代表外墙外窗的多个总和。 Tin是室内温度，Tout是室外温度。

  这个公式很好理解。当室外温度恒定，室内所需达到的温度越高，需要的加热量越大；而建筑的保温性能越差，建筑围护结构面积越大，需要的加热量也就越大。

  那么我们来比较一下中国与世界其他地区的建筑保温性能吧。

  附件中的三张图表分别显示了国际经济合作组织（OECD）各国建筑标准中对于建筑的外窗、外墙和屋顶的保温性能要求。这些国家包括欧洲、北美、澳洲、日本等发达国家和地区，也包括希腊、土耳其、墨西哥、智利等欠发达国家。其中，南欧一些国家冬季气候特征与中国南方十分类似。IECC是International Energy Conservation Code的简称，就是国际建筑标准。图表的横坐标是冬季的采暖度小时数，中国南方地区的典型城市上海处于靠中间的位置；纵坐标是传热系数，传热系数越大，保温性能越差。一些国家在图表中有多个点位，是因为分布在不同的气候带上。

  作为中国南方最发达地区之一的上海，窗户的传热系数是国际平均水平的1.3倍，外墙传热系数是国际水平的2-4倍，而屋顶传热系数竟超出国际水平5-10倍。

  中国南方能够实现采暖固然好，但是老百姓口袋里的钱是有限的，预算是有限的。那么我们来计算一下，假设以同样的经济付出条件获得同样的加热量情况下，中国南方室内温度和国际水平比较将会如何呢？

    根据上文的传热计算公式反推回来，得到室内温度：

  Tin = Q/Σ(KA) + Tout

  室内温度是在室外温度的基础上，增加了加热量除以传热系数和面积所得的温度变化。

    假设室外温度是8摄氏度，由于上海的KA总值是国际水平的3倍左右，那么同样的加热量，如果在其他国家能够把室内温度提高到18度，达到舒适度要求，在上海则只能把室内温度加热到11.3度，远低于舒适度要求。

  中国南方建筑一方面保温性能太差，另一方面传热面积相较其他国家也更大。由于中国南方室内普遍不开暖气，单独一户采暖的房屋，不仅会通过外墙、外窗、屋顶向室外传热，也会通过楼板、隔墙向左邻右舍传热。而这些天花板、地板、内隔墙都是不保温的。综合估算，上海地区KA的总值是其他国家相似地区的10倍以上。

  如果KA总值高10倍以上，那么相同的加热量在其他国家能把室内温度提高10度的话，在上海等中国南方地区，则只能把室内温度加热1度！因此单独一户很难实现较高的采暖温度。

  所以在中国南方，使用空调采暖的家庭只能有限空间有限时间采暖，空调采暖电费太高了，用不起。

  那么告别普通阶层，不计成本，是否就可以告别寒冷？中国南方的土豪们是否就可以迎来温暖呢？答案是否定的。在南方，由于燃气的价格和环境影响等因素，燃气采暖并不普遍，普遍采用的是以热泵系统为基础的冷暖空调， 冬天把热量从冷的一端提升到暖的一端，正如打井水的水泵，因此得名。但冬天室外温度很低，热泵系统的出力和加热量会随着室外温度降低而减少。与此同时，室外温度越低，室内需要的加热量却进一步增加。两者渐行渐远，无法匹配。加之土豪的豪宅通常面积偏大，尤其青睐大面积的窗户，由于玻璃的保温性能很差，需要的热量也就更大。因此，常见的是中国南方的土豪们也要在家穿秋裤甚至棉裤，这恐怕是全世界富人中极为特殊的现象了。难怪苏州干脆盖了个秋裤做地标建筑。

  为什么只有中国南方的冬天那么冷？不是前苏联专家之祸，而是我们自己的建筑没有做好。室内寒冷绝不仅仅是因为缺乏采暖，中国南方建筑保温性能太差，与世界平均水平相去甚远才是问题的关键。这样的现象，归根结底是我国建筑标准要求太低所致。为什么建筑标准水平过低？绝非经济原因，保温材料成本摊到建筑面积上才几十块钱，而是源自标准制定的理念缺乏前瞻性，现行标准缺乏全职人员定期的专业评估与更新。

  一言以蔽之，南方的寒冬，采暖不是问题，建筑保温才是真正的问题所在。和苏联专家关系不大。

Reference: Energy efficiency requirements in building codes, energy efficiency policies for new buildings. International Energy Agency publication in support of the g8 plan of action. 2008. IEA, France.

附录一：上海和世界各国窗户保温性能比较

附录二：上海和世界各国外墙保温性能要求的比较

附录三：上海和世界各国屋顶保温性能要求的比较