加拿大北极村民宅冰屋的保温原理，竟难倒科学界！ (发表于4年前)

kiwaho

时值盛夏，令我不禁念叨：若是能有个冰屋避暑该多凉爽。

加拿大北极圈生活着一族地球上最耐冻的--Eskimo爱斯基摩人。当然那是过去的称谓，现在流行政治正确，改称为：Inuit，中译为因纽特人。

先见识一下千多年前当地人的房屋：

这类房屋，英语有个名词指代：igloo。看起来很酷冷，但保温效果与中纬度地区的一般房屋，其实不差上下，甚至还要好些。

随着科技发展，如今冰屋也用上电了：

在长年零下几十度的北极，只要全球气候不再升温，这样的冰屋经年住下去是没问题的。

不像我们把+25度，当作人体感觉最舒适的环境温度，当地人觉得室内温度+15度，才是最棒的。

那么问题来了，零度以上化冰是常识，为何igloo的室内温度远超熔点或融点，仍安然无恙呢？

别景仰科学家们既可上九天揽月，也可下五洋捉鳖，其实，官科至今仍很尴尬，无法给出理论界一致认可的科学解释。

实践先于理论，存在就是合理。因纽特人即便不懂科学，但求生的本能，迫使他们经过长期实践，终于探索出来这个独特的住宅保温方法。

形势比人强。在那样极寒的地方，就算知道温带地区砖瓦构造的民宅，也无法本地化生产砖瓦。甚至我们习以为常的土，都冻得比钢还硬，根本没法大量挖来用。唯一可用的建筑材料，就是当地随手可得的冰块和积雪。

这种谜一般存在的保温法，也应证了一个哲理：天无绝人之路！只要有求生欲，凭直觉勇敢闯一闯，总会找到上天留给人类的一条生路。

别抱怨科学家了，他们也是人，这宇宙辣么复杂，哪能啥都懂，况且他们也不生活在那样的极寒地区。难道没有科学家给出解释，遇到大自然的磨难就坐以待毙？

顺便嘚瑟一下，据人类学家研究，因纽特人有可能来自几千年以前的古中国。嘿嘿，果若如此，这将再次应证：厉害了，我的中华民族！

看似简单的水，实则复杂得相态百出，人类至今都没有完全搞懂跟水有关的雷电、降雨等现象。所以，以后形容某人水平差，不要随便用词“水货”，那是极大的奉承哟。呵呵！

尽管酱紫，还是有些睿智的科学家，大胆给出了解释 -- PeTa效应。虽说并未得到学界一致认同，抑或被贬为“水货”民科，但至少我认为该解释是靠谱的。

以色列科学家Mark E. Perel'man，和法国工程师Vitali A. Tatartchenko，早在30多年前就发现了一种现象：在实验室特定条件下，水蒸气相变为液态水时，可释放大量近红外至远红外的光子。这一研究成果，经同行评审后，早已联名发表。

近年来，前述共同研究者之一的法国人，摘取两人姓氏各两字母，定义了专有术语PeTa效应，尝试用其解释了igloo的保温原理：

室内15度下，人体辐射光子在冰墙面内来回反射，也有少部分光子被墙面吸收，但能量不足以融化冰面；外墙面温度零下几十度，大温差虽可将光子热量传出去，但室内人体呼出的水蒸气，碰到墙面就会凝华，这个相变过程会释放大量热红外光子，抵消了冰墙耗散出去的热量。所以，冰屋保温效果相当好，前提是室内要么有人在，要么放一盆水，且家具或人与墙面要保持一定距离。

这个解释的关键是：冰墙将附近水蒸气凝华时，没有或者仅少量以凝结潜热被传导到室外，大部分以光子形式回馈室内！

大跨度的学科交叉总是具有挑战性，热力学原教旨，和经典光学参合到一块，目前官科思维尚未准备好。但这个客观物理现象，偏偏仅从基于熵焓的热力学无法诠释，而辅以光学解释，则似乎很完美。大伙儿觉得这个解释可信吗？反正我是信了，而且我还触类旁通，用别的例子作旁证：

我记得在几十年前冰箱刚入百姓家时，蒸发器表面常常有一层霜甚至冰疙瘩，未出现这个现象之前，冰箱冷藏冷冻效果很好，之后放进去的食物，温度始终降不下去。找商家给个说法，人家说没毛病，找个铲子将霜或冰刮下来就好了。回家一试果然灵验，所以之后经常不得不手动除霜了。若干年后，电冰箱自动除霜功能成了标配。

脑洞大些、大些、再大些：要是将那个老式冰箱做得房子那么大，等蒸发器表面结冰了，搬进去住下来是不是爽歪歪？哈哈！

其实，我的旁证跟igloo的保温原理本质上一致。只不过，我的例子有一个前置过渡阶段，这期间食物蒸发的水汽，凝结或凝华到铜/铝质蒸发器表面时，没有或很少释放光子，大部分潜热被内部流动的氟利昂直接带出去了，因为金属材料散热效果极好，光子外射没必要。一旦霜或冰层累积足够厚度后，冰层的热传导率比金属陡降百倍以上，相变潜热的释放就得改道--光子辐射。而在密闭空间，这就相当于能量回馈，所以保温效果自然就体现出来了。

[size=20]题外话[/size]

同理，天上的积雨云里，压根就不存在一大块金属冷凝板，可人家雨还是哗啦啦往下落。咋回事？潜热去哪啦？答案也在PeTa效应里，大部分潜热以光子的物质形式，沉入浩渺太空，永不回头，从而冷却地球。顺便感恩大自然，“故意”留出了大气窗口，使得波长8至13微米潜热光子，有了通往宇宙的外泄口。

地面每平方米的水面，年平均消耗太阳能功率115瓦特用于蒸发，对应稍微滞后的深空光子冷却功率40瓦特。这段表述中的功率，其实应是“热率”，只因后者尚无经典定义而借用前者。

明白了这个道理，再看看闹得人心惶惶的全球变暖，原来是现代工业化造的孽，使得全球湖泊、河流、湿地大幅减少，光子冷却下降了不少。据有关研究报告，百年来减少的面积相当于地球陆地面积的6%以上。而中国的经济崛起，这个锐减百分比更高，黄流流域的大面积萎缩更是惊人。

对策有啦：

1、如果你住在有院子的地方，建议你把院子改造成几寸深的浅水池，灌满水让老天爷蒸发。如果所在地降雨量与蒸发量大体相等，一般只灌一次水就够；如果太旱，可打井抽水或用自来水经常灌一灌。

2、尽快推广我的突破性发明：“基于大面积伪湿地的太阳能--盐差渗透能联动新能源”。一举多得的创新项目，既帮地球降了温，又可收获渴求的清洁能量：30度电/平方米池面/年。甚至可辟出一部分池面，用太阳蒸馏获取可饮用水；或在类似哈尔滨那样较冷的地区，在采收渗透能量的同时，获取天然清洁冰。

3、如果你不满足于[size=18]大院子拿来灌水做公益，可以一箭双雕，考虑我前述的太阳能--渗透能联动新能源方案。此时，浅池里不再灌淡水，而是比海水还要咸几倍的卤水，注意池底及周墙防漏，以防土地盐碱化。[/size]

这里再用大白话简介联动原理：

在盐差渗透单元，井里来的淡水，隔着膜，强力挤进卤水一侧的活塞空间，在活塞吃力（Retardation）时，即便数百大气压仍能推得动。在发电的同时，卤水逐渐变成“稀溂霖”乏液；没劲后倒入大水池，让太阳“克霖炖”按天然节奏浓缩。达致平衡时，发电后变稀的池液，在不停的蒸发下变浓，从而基本维持恒定浓度。

若天气不给力，只要池面蓄液足够多，且活塞后级配备自动无级变速箱，这个池子就可发挥大规模能量储存功能，比任何电化学电池储能经济得多。就算太阳“休假”很长时间，没准用几天电后，池液浓度降低几倍，变速箱还能稳定应付。

就算太阳不露面，只要空气相对湿度没达到100%，水面随时随地都在蒸发，只不过蒸发速率不同而已。所以，能量的采收基本上全天候不间断。

本质上，太阳能只不过被“走私”到盐差再生里去罢了。

保守估计，一亩地的池子，年平均可发电12000多度电，虽比光伏少些许，但低成本优势凸现，同时还帮地球散掉大量的热，为人类可持续发展作出了贡献，这比抛荒或拿去种庄稼强的多。

收了，来句口号撂笔：

保护环境，人人有责，从我做起，从现在做起！

[size=20]参考文献：[/size]

1、PeTa effect: M. E. Perel’man and V. A. Tatartchenko, “Phase Transitions of the First Kind as Radiation Processes,” Physics Letters A, Vol. 372, No. 14, 2008, pp. 2480-2483. dx.doi.org/10.1016/j.p...007.11.056

2、Cloud Power - Centro Fermi

3、盐差“发条”发动机有望研制成功—我的新战场
blog.sciencenet.cn/blo...02002.html

4、中国社会科学院：爱斯基摩起源之谜及其考古学研究

5、爱斯基摩人
baike.baidu.com/item/%...%BA/187090

6、我的配套无级变速箱发明介绍：

老司机判：自动波手动波，哪个波肉，哪个波劲？

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wyx2000

说了那么多。谁说igloo里面有15度? 看记录片。里面绝对0度以下。

浮生半日

啥狗屁文章啊，冰屋当然是0度以下，只是户外可能-30~40度，室内只有零下5~10度。

kiwaho

浮生半日写道:

啥狗屁文章啊，冰屋当然是0度以下，只是户外可能-30~40度，室内只有零下5~10度。

那是人家节约能源。
房屋说明书允许15度全天候

kiwaho

wyx2000 写道:

说了那么多。谁说igloo里面有15度? 看记录片。里面绝对0度以下。

北极地区常年封冻、寸草不生、交通不便，导致物价奇高，所幸政府念及原居民守疆本身就是一份工作，事关国家领土主权，功莫大焉，所以高额福利也是应得的，足以抵消高物价。
想多挣钱则可捕海豹，但近年来，遭到全球动物保护者们激烈反对。

当地电力来自于依赖空运柴油的发电机，电价依地区交通便捷程度不等而异，0.6~1.3 $/kwh, 相当于人民币3~6.50￥/度电。
所以，为了节约开支，当地人习惯室内温度调到略低于零度，甚至不开暖气，这个冰屋在人气的烘托下，也不会低于零下10度。
当然，有些不差钱的北极人，或者游客住冰屋hotel/motel，会把冰屋室温调到最爽的15度。

所以不要看到那样的视频，就怀疑不能零上温度使用。

kiwaho

瞧瞧这张附近地区的电价单。这离北极村还远着呢！

kiwaho

正如一杯开水放冰箱冷冻室内，比凉水先结冰一样，不可思议，但却事实！
科学的进步，经常从突破常识开始。

kiwaho

按1.5$/kwh算电费，室内温度调到+15度，一个月的电费估计最少$1500刀！

北极没有夏天，每天都要取暖。如果没有政府的补贴，除非挖金矿的人，捕猎海豹为生的当地人，都得破产。

kiwaho

华为的网络基础设施，定会在加拿大北极大有作为。不知他们涉足没有？

kiwaho

原创者TATARTCHENKO（塔塔沉科）这样写道：