满族火炕与烟囱里的学问

提起满族的火炕与烟囱，在一般人看来无非就是利用做饭烧柴的余热顺便解决取暖问题，就是大土坯和着大稀泥摞巴摞巴再表面抹巴光溜耥平了，使其受看一点儿，如此而已。

灶台—火炕—烟囱，这表面看似简单的大泥巴活儿，其实要真正垒好它，用起来顺心却并不那么容易，这其中隐含着深奥的学问。

随着社会的进步，低矮阴暗的土草房已被宽敞明亮的砖瓦房、彩钢房所取代，而独立于土草房之外的老式土烟囱也似乎将随之走向消亡。然而，作为烟囱的功能并没有在现实中销声匿迹，而是改了头换了面，以另一种形式延续着—由独立式绞锥形变成了上下一般粗的四方形并移位、搬家、耸立于房顶之上。

从表面上看，新式住宅华丽高档、美观大方，比那老土草房要好看得多。然而，随之而来的是灶火不好烧、排烟不通畅的情况越来越普遍。例如每逢冬季的早晚做饭时段，随意走近哪个村屯，远远就可以听见多家房屋之上的半空中传来抽烟机那嗡嗡嗡、哗啦啦的躁动声。伴随而来的是还要备上一个梯子，每隔不久就要搭梯上房给烟机凿冰，尤其是春节临近之际，必须要上一次房凿一次冰，否则就会因为结冰冻死而无法正常使用。这种情况的大量出现，若在没有电能的完全靠大自然的年代里，对于古人来说是不可想象的。

诚然，传统的老土房、老烟囱和老火炕行将随着社会的前进逐渐退出历史舞台，但隐含在它们身上那些内在的科学却并未能跟随着灭失，并且已然已形成了一种文化，以无形资产或文化遗产的方式继续存在于民间，是先人们科学的认识自然、有效的利用自然的产物。反映了千百年来先人在生产生活实践中对客观事物的认识、探索、积累和总结，折射出他们那聪明的天赋与深邃的智慧。其中的奥秘直到通过我在部队学习航空理论知识以及流体力学与空气动力学时方才意识到，可见其内涵的深奥。

由此使我们联想到，现如今的新式住宅之所以比较普遍地存在着炕不那么好烧、不那么好用的情况，其中不乏对传统烟囱、火炕在构造上的优势认识不足或不懂其内涵的科学道理，以致随便简化了工艺所致。

烟囱，在一般人看来，传统的烟囱之所以要垒成圆锥形并独立于房子之外是出于安全的考虑，一是稳固结实、年久耐寿，二是土草房安全性较差，为防止烟囱冒出的火星引燃草房而为之，其实这只说对了一半儿，此之外还另有学问。

传统的规范的烟囱本来不是一个简单的倒立的锥形，而应是一个圆筒锥形体，即中部以下是上下一般粗的圆筒形，从中部往上逐渐内收到顶端才呈倒立的圆锥状，整体上看应该是一个标准的绞锥形或步枪子弹头形状。这种由下向上由粗逐渐内收变细的造型在流体力学与空气动力学中被称为收敛型管道。反之，若从上垂直向下看，则是由细逐渐变粗的喇叭筒状，则被称为扩散型管道。

在流体力学与空气动力学理论中，流体在收敛型管道中由大口一端向小口一端流动时，如果在规定的时间内进出流量相等的话，那么，这种流体在流动过程中会自动产生逐渐加速的现象，出口越细流速越快，压力越小，压强越低。同时会使进口端产生负压趋势，负压趋势产生吸力，又会促使其它区域的流体自然向负压区域流动以补充其流量的缺失。相反，当流体在扩散型管道中流动时，由小口向大口流动过程中，其流速是逐渐减慢甚至短时停滞的。

这一理论体现在烟囱上就是当烟气从底部向上流动时，烟囱的收敛型管道作用会迫使烟气逐渐加速，使底部产生负压趋势形成吸力。因此，传统的标准的烟囱是一个能自然产生吸力的造型。这就是为什么我们时常可以在无风天时能看到烟囱口所冒出的烟气呈现着向上冲的迹象的缘故。相反，当大气从烟囱口吹进并下窜时，由于烟囱口小腹腔大，是一个扩散型的管道，会使其迅速减速，从而大大降低势能及下冲力，可以有效消除烟气排放的阻力。

烟囱窝（卧）子，烟囱窝（卧）子（俗称狗窝）是在烟囱底部再向地面以下下挖的一个深坑，它的方圆尺寸通常与烟囱的高度和粗细成正比，烟囱越高越粗这个坑的尺寸也越大（即至少能盘卧一条大狗的尺寸），一般家庭烟囱窝（卧）子直径大约50公分左右，深度至少要80公分—1米以上。它的功用一是储存从烟囱口吹进的杂土以及从炕洞带过来的灰尘，防止因灰尘和柴碳长久堆积堵塞烟道影响排烟。二是当无风天或气压变低时节，大气会通过烟囱、火炕和灶膛与室内空气发生对流，在其下窜到达烟囱窝（卧）子底部过程中，其原有的势能和下冲力已被大大削弱，当到达底部后，烟囱的收敛型管道环境会促使其返身逐渐加速上行，再从烟囱口排散出去。

如果没有烟囱窝（卧）子，凉风就会顺着烟囱底部经烟囱脖子（独立式烟囱与火炕相连接的烟道）直冲进炕洞，迎面顶住烟气正常流动，造成烟气受阻甚至从灶火门儿返烟蹿火现象。个别时候也容易出现因主人疏忽而一时添柴过多，在空气对流作用下产生突发爆燃（俗语称“打呛”），导致人员被呛甚至火燎灼伤，严重的会将灶台崩裂等情况发生。

烟囱花，传统、规范的烟囱在其顶部还应有烟囱花，它通常分4瓣，分东南、西南、东北、西北四个角设置，以分别迎挡四个方向的劲风，高度约30公分左右，其形状犹如张开的4片大花瓣向上和向外倾斜张开着，使本来很土的烟囱增加了几分美感。

有人可能以为是为了美观而专门做的装饰，其实它的重要作用一是平时起分散劲风、降低风速的作用，当5、6级以下劲风吹到烟囱口时受到烟囱花阻挡，使强劲的气流被分散并打碎变为打穴的扰动气流，这种扰动气流在烟囱口处打穴后便失去势能，从而大大降低了凉风的下冲力，从而不会影响烟囱正常排烟。

二是当7、8级以上大风天时，由于压力过大往往会将灶膛里正在燃烧或尚未燃尽的柴火吸入炕洞，不但引燃炕洞中积累的焦油，有时甚至还连带引燃烟囱壁上长期累积的焦油，在大风抽力作用下从烟囱喷出的爆燃的火舌有时可高达1米以上，不仅会轻易引燃房子，甚至连10米开外的柴草垛都会被轻易点燃。因此一遇这样天气，人们会将平时备用的铁锅或水桶放置在烟囱花中间，四个烟囱花瓣的腰部支撑着铁锅或水桶，既可在正上方压住烟囱口，能有效的压住上蹿的火舌，又能使烟气从四个烟囱花瓣根部的缝隙中排散出去，既能防止失火又能基本保障做饭的正常进行。

除此之外，烟囱的位置和材料也是影响火炕好烧与好用的重要因素。烟囱的位置通常都要位于正房东山墙或西山墙外靠近南墙的位置，这是遵循“热奔阳凉走阴”的基本原理而为之，如果烟囱靠近北墙，因为冷凉发阴，常年潮气占据、凉气强盛，会使温热烟气顶不过凉气而难于前行。土坯烟囱具有壁厚保温不缓霜的优点，加之口小收敛，在造型上可控制冷凉空气占据，是一个恒温环境，使烟气不致遇凉难行而易于排放。相反，砖砌烟囱壁保暖霜不保温，加之直筒式造型导致凉气易于占据，影响温热烟气顺利前行排放。

火炕，火炕由炕墙、炕洞、迎风洞（炕梢横洞）、落灰膛（炕头横洞）、迎风石、迎火石、喉咙眼儿和炕面等组成。

其中喉咙眼儿分炕梢喉咙眼儿和炕头喉咙眼儿。炕梢喉咙眼儿位于山墙（房子两头的外墙）上，是连接烟囱脖子与迎风洞（炕梢横洞）之间的烟道口。它是一个垂直的长方形口，即横向窄（10公分左右）竖向长（24—30公分左右），它的上口边缘与炕洞平齐，下口边缘则要延伸到炕洞底部及迎火石以下，之所以要是垂直式长方形口，一是使烟气能在上部正常流通；二是使凉风沿其下部直接进入迎风石以下并被迎风石遮压在横洞里，使其不会直接窜入炕洞，随后会被上面的烟气预热并一起被吸入烟囱排散出去。在有南北炕的年代，这种喉咙眼儿则是并排2个，南炕和北炕各占一个。

炕头喉咙眼儿则既可以是方形口也可以是圆形口，通风面积也略小，两者之间一般会相差近一倍左右，否则会影响排烟效果。两者之间高度也有所区别，按照“烟走抬头路风走低头道”的基本原理，烟囱喉咙眼儿位置要略高5—10公分左右，反映在炕面上则是炕梢必然要比炕头高，炕头与炕梢所产生的高度差是通过加厚炕头炕面厚度来平衡。

迎风洞和迎风石，迎风洞也称炕梢横洞，其宽度一般不可低于30公分，正是一块土坯扣除两头搭接各3—4公分以后剩余部分的尺寸，它的深度与地面相平。迎风石是安放在炕洞的炕梢一端与迎风洞之间的坯头，它一小部分（约10公分左右）呈45度左右仰角突出于炕洞并半悬在迎风洞的腰部，另一大半部分用胶泥粘结、固定在炕洞里。迎风洞是利用其足够的宽度和深度来起到既使凉风不致直接进入炕洞又使温热烟气在上面正常流动并顺利进入烟囱的作用。当从烟囱窜进的部分凉风进入时，因其比重较大会一直向下沿着低处直至地面流动，当进入迎风洞底部后会被迎风石遮挡而难以直接进入炕洞，然后再同烟气一道进入烟囱被排散出去。

落灰膛和迎火石，落灰膛（炕头横洞）与迎风洞基本一样，起着烟气走廊的作用。迎火石也与迎风石一样，所不同的是它安放于炕洞的炕头一端，它的功能不仅仅是迎火，还有分配烟气流通量的作用，是利用每个与炕面之间间隙的大小不同（距喉咙眼儿近的间隙小远的间隙大）来调整通烟量，从而使各个炕洞热度基本均匀。至于它为什么也要像迎风石那样有一个倾斜角，是防止因平放表面堆灰，久而久之堵塞烟道，影响流量和热度。

灶台，灶台的构造与其它民族普通灶台基本一样，小有的区别在于它在锅底正下方有一个凹窝儿，其直径大约30公分左右，深度约20—25公分，其作用一是相当于现代的炉箅子，架空柴草桔杆使其能有充分的空气进入助燃，火力旺、热效好；二是存灰，防止柴禾在柴灰中燃烧，影响热效。当然，到了现代，炉箅子的普及，这种结构已经成为历史。

综上所述，在所有排烟系统中，烟囱是影响排烟，决定炕好不好烧的最重要因素。坐落于房顶之上的上下一般粗的方筒形烟囱，客观上也有为了美观、节省地方的重要因素。但是因其内部不是收敛性管道，因此就没有吸力，只能靠空中与地面微弱的高低气压差和冷热空气比重的不同来实现排烟。所以，一旦遇有无风天、潮湿天等气压变低天气就会出现排烟困难的情况，有的以为是烟囱低，便再在本来已比老式烟囱高出近一倍的房顶烟囱之上再接上一节还是上下一般粗的陶瓷或水泥管子以增加吸力，这种盲目加高，由于没有形成收敛型管道，效果仍然不理想，于是就有了大量抽烟机登堂入室落户于半空之上的情况了。

除此之外，由于烟囱坐落于房屋之上并与某个墙体相结合，久而久之，烟囱内壁累积的柴碳焦油会慢慢浸透墙体，加之长久雨雪进入，轻则使墙面出现褐色的大面积褐倰，不仅影响美观，严重的会腐蚀掉墙面和墙体，影响房子寿命。

随着时代的发展，实现城镇化已呈必然趋势，古老的民房将逐渐被现代的高楼大厦所取代并成为历史。但是，先人们在生活实践中探索总结出的先进经验和科学方法以及认识客观事物的严谨态度值得我们认真地继承和发扬，也是永不磨灭的文化遗产。

撰稿：阿城区总工会 吴庆文