长信宫灯看消防

 

在中国的灯具史上，成就最高的釭灯也是出现在西汉。这种灯是供宫廷贵族使用的青铜灯，灯的火苗上方带有连着烟管的烟罩，灯烟可以经由罩和管排入蓄水的灯身里达到“取光藏烟”的环保效果。其中最著名的釭灯就是1968年河北省满城县出土的“长信宫灯”。这里使用火灾动力学原理来认识宫灯的设计原理，以笑大方。

长信宫灯是汉代青铜鎏金灯具之一，公元前172年铸造。1968年出土于河北省满城县中山靖王刘胜之妻窦绾墓。宫灯灯体为一通体鎏金、双手执灯跽坐的宫 女，神态恬静优雅。灯体通高48厘米，重15．85公斤。宫灯长信宫灯设计十分巧妙，宫女一手执灯，另一手袖似在挡风，实为虹管，用以吸收油烟，既防止了 空气污染，又有审美价值。此宫灯因曾放置于窦太后（刘胜祖母）的长信宫，故名。现藏河北省博物馆。

图1. 长信宫灯

长信宫灯通体鎏金，作宫女跪坐执灯形象。宫女梳髻覆帼，着深衣，跣足。由头部、身躯、右臂、灯座、灯盘、灯罩等部分组成。各部分可拆卸，灯盘可转动。灯罩可 开合。宫女体臂中空，右臂为烟道，可将灯烟导入器内，以保持室内清洁。灯罩由两片弧形板合拢而成，可活动，以调节光照度和方向。灯盘有一方銎柄，内尚存朽木。座似豆形。灯上刻铭文九处，内容包括灯的重量、容量、铸造时间和所有者等。因刻有“长信尚浴” 字样，故名长信宫灯。

说起长信宫灯的环保性能，其实也和其制作材料有关。汉代非常迷恋金属，汉代多金，其实就是现代的黄铜。黄铜的导热性能好，不适合用来做灯具。因为灯具的材料，只需要作容器用，不燃即可。黄铜作灯具，最大的缺点是边缘导热，向燃料传热厉害，这些热量导致燃料大量挥发，而这些挥发分并没有都烧掉，属于无用的浪费，因此燃料消耗量大，不经济。古代民间很少使用金属作灯具，除了财大气粗而又迷恋金属的宫廷，一般不愿用金属制作灯具。

除了经济性很差，黄铜的灯具还有一个显著的缺点是，火苗如果碰到或接近金属，会发生熄灭的现象，就是能量被金属边界传递消耗，冷却了火焰的结果，就是熄火。如果熄火，则产生大量的未燃的燃料，味道不好闻；如果勉强燃烧，则因为温度低，燃烧中间产物不能充分燃烧（氧化），不完全燃烧的产物带来空气污染。所以，使用金属作灯，必然带来相应的空气污染问题。中国在隋唐之后，才使用植物油作照明用，之前都是动物油脂（Tallow），动物油脂中的甘油（Glycerine）部分，不到5%，燃烧困难，气味难闻，所以燃烧动物油脂，需要忍受怪味，那是很痛苦的一件事。古人云“兰膏明烛”，用兰草的香味来遮蔽动物油脂燃烧的异味，但异味并没有消除啊。

第三，由于黄铜的导热系数大，火焰的热损失大，容易熄灭，为此需要保持较大的火头，防止火焰随风而灭。这样大火头灯具的安全性就是一个问题，不能随风飘扬，容易失火，为此需要使用灯罩。当时没有玻璃，只好尽可能把灯头罩起来，让出光的一面避开风向。所以长信宫灯的使用方向是有讲究的，这是为了安全。

所以，长信宫灯的设计，就是为了解决金属导热造成的经济性，维持较大火焰的安全性和空气污染的环保性。长信宫灯，有一个储水容器，一方面蓄热并散热，以降低灯具的运行温度，减少燃料的挥发损失；另一方，储水容器还可过滤烟气，减少烟黑（Soot）和其他产物（如溶于水的氰化氢HCN，其味道是刺激性的。）的排放，于是给后人留下了唯一的，难以超越的灯具环保技术。

后人不再迷恋金属，并且广泛使用蜡烛，也就不需要使用宫灯了。因此，长信宫灯成为中国灯具历史上的绝响。

有道是，金属导热不宜灯，皇家奢侈强作火；蓄水冷却并除烟，长信宫灯设计绝。

 

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