2006年2月至2007年1月，考古工作者发掘位于河北省保定市的徐水东黑山遗址四个地点。此次发掘出土遗迹、遗物“时代有战国、两汉、唐宋、金元时期，以战国城址和西汉中晚期—东汉前期遗存最为重要。”[1]其中两汉时期房屋遗址共21座，分属西汉前期6座，西汉中晚期10座和东汉时期5座。21座房屋遗址中，15座带有火炕遗址。从遗址形制判断，可分为“曲尺形”和“长方形”两种，完整宽度均在1米以上，内部含2条或3条烟道，是形制成熟的火炕设施。该类遗址在华北地区尚属首次发现，且在各地区同类建筑中时间也属最早，相关课题研究具有重要史料价值。因此本文以此项考古发现为线索，从技术与环境两要素入手，研究古代北方取暖设施和华北地区火炕等相关问题。

(6)在数组W=[we,r]w×r中，改变调度过程中工序在机床上的加工顺序，以生成工序在机床上的加工顺序相邻解。

一、“炕”字含义与“烟道类”取暖设施不同形制

火炕是北方地区人民为抵御严寒发明的取暖设施。在形制成熟的火炕出现之前，北方地区取暖设施发展经历了漫长阶段，各阶段取暖设施具体形制在某种程度上与“炕”字含义有关。因此在介绍北方取暖设施具体形制前，有必要简要介绍“炕”字两种含义及其与取暖方式的联系。

第一种是烤火之义，反映人们直接烤火取暖的方式。据《说文解字·火部》和《玉篇·火部》解释，“炕，亁也，从火亢声”[2]，“炕，干极也，炙也”[3]。《说文解字》段玉裁注释为“谓以火亁之也”[2]。对于“炙”，《玉篇》释为“灼也，爇也”[3]，二者均为“火烤”意。由此可知，“炕”字最初被用作动词，意为“用火烤”。可看作人们通过烤火取暖，是一种最简单、原始，自人类用火之后就已掌握的取暖方式。就已有考古发现而言，直接烤火取暖法即挖坑后在坑内生火，既可烧烤食物，又可取暖。此后随着人类开始定居生活，火坑位置由室外移至室内，从半坡、姜寨等遗址发掘而言，火坑通常被设置在室内中心位置，既为用火方便，亦达到最佳取暖效果。

第二种是“张开”、“散开”之义，反映人们利用烟道取暖的方式。除前述烤火之意外，“炕”字有“张开”意，发“hāng”音。《尔雅·释木》有“守宫槐，叶昼聂宵炕”[4]之语，其中“聂”和“炕”，后世研究解释为“聂，合也，炕，张也，言其叶昼合夜开者也。”[4]即“张开、散开”意，此字义与烟道取暖方式联系紧密。在北方，用于取暖的烟道通常与“灶”配套使用。灶约在旧石器时代就已产生，是“炊物之处”。最原始的灶设架在火堆周围，用以放置器物，后为控制火势防止烟熏，便在火堆周围用石头垒起矮墙，形成四周封闭的灶。为排烟，又进一步修建排烟通道。烟带有一定热量，烟道随之具有一定温度。就原理而言，即以灶为热源，将生火过程中产生的热量以烟为媒介，通过烟道将其扩散到室内其他位置，形象反映了“炕”字的“散开”含义。

从已有考古发现而言，“烟道类”取暖设施根据烟道设置方式不同，大致可分以下形制：第一种是做烟囱使用的烟道。此种烟道一般沿室内墙壁设置，宽度和高度仅够排烟使用，但因沿墙壁设置增加了烟的流动距离，因此有增温功能。如在东宁团结下层遗址[5]中，发现“曲尺形”烟道和“U形”烟道，其中“曲尺形”烟道长11米，宽0.12米，深0.5～1米，“U形”烟道长10.4米，宽0.2米，深0.4～0.6米，烟道分二段或三段与室内墙体相连，顺墙体延伸至墙角，再通过位于墙角的烟囱将烟排到室外。

第二，火炕在此时期出现，也与华北地区燃料减少，取暖压力增大有关。当时华北地区取暖燃料主要包括木炭、薪柴、作物秸秆、草本植物等。因木炭烧制需复杂技术，价格较昂贵，使用范围尚不普及，使用人群多为统治阶层和富人大贾，普通百姓多使用薪柴、作物秸秆和草本植物，据《汉书·食货志》记载：“今农夫五口之家，春耕夏耘，秋获冬藏，伐薪樵，治官府，给徭役。”[21]可见，伐薪砍柴是小农之家生产生活中重要活动之一。此时见诸史料记载的农作物和草本植物种类主要有高粱、麦类、粟类、水稻、豆类、麻类、芦苇、蒲草、菰、稗属植物、蓼类植物等，因常见易得、使用方便，与薪柴共同成为普通百姓取暖燃料。

火炕在宋辽时期北方地区普遍应用，学界已基本达成共识，但火炕最早产生于何时，却存在较大分歧。因“东黑山遗址发现的火炕，其年代最早可到西汉早中期，这是迄今中国发现最早的同类建筑形制”[1]，因此本文详细分析火炕在两汉时期华北地区出现原因，主要有以下两点：

除火炕出现时间存争议外，火炕起源地在学界同样存在不同观点，此次东黑山遗址考古发现可为此提供新史料。本文横向比较两汉时期华北地区火炕同出现在北方草原、俄罗斯滨海、朝鲜半岛和我国东北地区的取暖设施，以期发现华北地区火炕在同时期同类建筑形制中的发展水平，进而为火炕起源地研究提供参考。

调试时，需要手动给光电传感器一个输入信号，检测输出电平是否正常。给L298各个输入端口加上电平，观察电机的运转情况是否正常。检查小车能否前进、后退、停止和转弯等。各项检查都通过后，加载完整程序。

二、华北地区火炕出现原因

第三种是将烟道置于墙体之内，即所谓“火墙”。具体方法是将“灶”置于墙体内，在墙壁外层砌上隔层或将墙体从中间掏空，留一定空间为走烟通道，从而使整个墙体成为发热装置，最大程度保留生火过程中产生的热量。就已发现遗迹而言，位于内蒙古额济纳旗的居延故塞，“室内靠墙壁挖有取火的壁龛……房址内有烧火的灶台和编制的苇帘立砌在墙壁上……苇帘内侧抹有泥，既不易烧毁，又易于散热”[10]，被认定是西汉时期“火墙”。另一处“火墙”为西安西北郊闫家村汉代建筑遗址，该遗址北部有房屋两间，东西并排，西侧室内有土台两座，分靠东、南两面墙壁，两土台拐角处有一火灶，“灶上有烟囱隐藏在墙内，并且横砌在墙壁的中部，经南、西两面墙然后通至外面”[11]。据发掘者猜测，北向房屋缺少阳光照射，其功用或为冷藏室，但冬天人需在室内活动，故设置小灶供取暖，此种挖空墙壁作走烟通道的设计，显然利用“火墙”取暖原理。

首先是独立灶。即不带排烟通道的灶，此种灶早在先商时期华北地区即已使用。当时仅在地上挖一灶坑，四周搭架，形成火塘，承德市滦平县后台子遗址[16]T4F2号房址中的灶址便为此形制。随生产水平提高，灶增加多种装置，河北唐山施家营遗址中的灶位于F11号房址内北壁南侧，南北向，平面呈梯形，灶门和灶膛两部分俱有保存，其中“灶门位于灶中部，东西宽0.14米，残高0.04～0.11米，长0.4米，灶膛位于灶门北侧，呈梯形，东西宽0.32～0.4米，南北长0.22米，壁面粗糙，底部有明显烧结痕迹，厚约0.04～0.08米”[17]，形制较前一阶段已有长足发展。

第一，因取暖设施不断发展为火炕出现提供技术支持。已有考古发现可见，华北地区取暖设施存在一条清晰、完整，由简单到复杂的发展轨迹。

医生治病都讲究对症下药，在找到徐姗身上的问题之后，我认为首先是要医治她的心理，只有心理健康了其它的学习问题都会迎刃而解。针对她的具体情况我是从以下几个方面进行疏导的：

具有取暖功能的烟道为火炕出现提供技术支持，此后通过增加烟道数量，改善烟道形制，不断提高取暖效果，最终在两汉时期产生火炕。

第二种是将烟道设置于地下，通常称“火地”。在吉林省榆树老河深遗址中，发现一处长方形红烧土面，“表面较平坦光滑，且十分坚硬，中部被M114打破，长应为3.08米，宽1.34米，东部红烧土上有两条小凹沟”[6]，考古专家根据沟内堆积的红烧土和炭灰推测，两条凹沟应为置于红烧土面下的烟道，长方形红烧土面应是一处将烟道置于地下的取暖设施。除此原始方式外，地下烟道在后世古代建筑中也有应用，如1940年在苏联南西伯利亚发现的中国式宫殿遗址中，“在全部建筑的地下，发现有暖气通渠，以石块砌成，房屋南隅安置火炉，由通渠输送暖气。”[7]该遗址属西汉时期，所处位置为汉代匈奴管辖范围。再如，据《水经注·鲍丘水》记载，“（观鸡寺）寺内起大堂，甚高广，可容千僧，下悉结石为之，上加涂塈，基内疏通，枝径脉散，基侧室外，四出爨火，炎势内流，一堂尽温，盖以北土，寒严气肃猛，出家沙门率多皆贫薄，施主虑阙道业，故尝斯称是，以志道者多栖托焉。”[8]观鸡寺位于“蓟城东三百里陈公山”[9]之上，即今河北省唐山市丰润县境内，虽原址现已不存，但史书所载亦是一种将烟道设置于地下的取暖方式。

随着汉代社会逐步稳定和发展，华北地区①此处华北地区范围包括西汉时期属冀州的魏郡、巨鹿郡、常山郡、清河郡、赵国、广平国、真定国、中山国、信都国、河间国和属幽州的渤海郡、上谷郡、渔阳郡、右北平郡、涿郡、广阳国。人口和耕地面积不断增加，普通百姓开始面临薪柴供应紧张问题。西汉初期因秦末战乱影响，华北地区人口稀少，总数约126万人②数据来源参考路遇、腾泽之的《中国分省区历史人口考》第62页。，而到西汉平帝元始二年（公元2年）时，据《汉书·地理志》统计，华北地区人口总量已增至约763.8万，平均人口密度为每平方公里35.74人③据梁方仲《中国历代户口、田地、田赋统计》一书数据计算，华北地区面积约213 701平方公里，华北地区平均人口密度=人口总数/地区面积，约35.74人/平方公里。，其中南部冀州地区因靠近经济发达、人口稠密的中原地区，人口密度高于平均人口密度，可达每平方公里约78.03人④据梁方仲《中国历代户口、田地、田赋统计》一书数据计算，冀州地区面积为66 356平方公里，人口总数为5 177 432人。，局部地区甚至接近每平方公里200人，如“巨鹿郡人口密度为每平方公里111.2人，广平国人口密度为每平方公里165.6人，清河郡人口密度位194.5人”[22]。人口增加，耕地需求也不断增加。据梁方仲统计，西汉末华北地区户数有1 777 322户[22]，每户平均耕地亩数为67.61亩[22]，西汉末华北地区耕地需求面积达120 164 740.42亩⑤关于汉亩与市亩的换算标准参照万国鼎先生《秦汉度量衡亩考》一文，其中秦亩及汉武帝以后1亩=0.69156市亩，则华北地区耕地面积约55 400.75平方公里。，约占华北地区总面积的25.92%。为满足不断增长的耕地需求，大面积森林被开垦为耕地，森林植被面积降低，薪柴燃料来源缩减。薪柴减少，作物秸秆和草本植物用作取暖燃料的比重逐渐增加，但其燃烧后产生的热量远低于薪柴，为弥补热差，人们不断改善取暖设施，使其更有效、长时间保存热量，火炕即取暖设施改进成果。

三、华北地区火炕与其他地区同时期取暖设施比较

第四种是将烟道设置于坐卧休息处，即今广大北方地区仍在使用的“火炕”。“炕”在北方地区被广泛应用，我国东北、华北、西北均存在火炕遗迹，俄罗斯东部沿海地区、朝鲜半岛以及日本西部沿海地区也有火炕遗迹。根据火炕建筑形制，可分曲尺形、“U”形、长方形及整面炕四类，一般包括三条或多条烟道，可供人坐卧其上。根据文献记载和考古发掘判断，形制成熟的火炕最晚在宋辽时期，已在我国东北和华北地区普及，如宋人徐梦莘《三朝北盟会编》记载：“（女真）环屋为床，炽火其下，寝食起居其上，谓之炕，以取其暖”[12]。发现于吉林省双辽县的电厂贮灰场辽金遗址[13]也表明火炕在东北地区普及。此时期华北地区也有大范围应用。宋人朱弁曾出使金国被留，居云朔间（今北京附近地区）达二十年，其有《炕寝三十韵》云：“淹留岁再残，朔雪满崖台，御冬貂裘氅，一炕且跧伏……阳曦助喘息，未害摇空腹。惠气生挎孺，仍工展拳足。岂惟脱肤鳞，兼复平体粟。负暄那用诧，执热定思沃。收功在岁寒，较德比时澳”[14]，即描写今北京地区火炕取暖情况。金人赵秉文在《夜卧炕暖》一诗也写到：“京师苦岁寒，桂玉不易求……近山富黑瑿，百金不难谋。地炉规玲珑，火穴通深幽。长舒两脚睡，暖律初回邹。门前三尺雪，鼻息方齁齁。”[15]同样描述了宋金时期北京地区用炕取暖情形。

其中，v(h)为交叉项.中出现周期性三角脉冲，其脉冲中心位置为h=kTs和h=kTw，k=0,±1,±2,….当扩频码周期采用方案Tw=mTs，m=2,3,4…时，发现中三角脉冲的间隔恒为Ts，与大信号的参数特征相同，未发现机密信号的参数特征.因此，采用所提方案设计的机密信号可以抵抗基于功率谱二次处理的盲检测.

在北方草原地区：伊伏尔加故城[23]是两汉时期匈奴人定居遗址，城址内房屋遗址可分为小型房屋和大型房屋两类，房屋均带单烟道取暖设施，其形制一般将灶设置在室内东北角，有宽度在0.25～0.4米的烟道与之相连，烟道沿室内北墙和西墙基部延伸至房屋西南角，通过此处墙内烟囱将烟排出室外。此为典型以烟道取暖的“低火墙”式取暖设施，是形制成熟的火炕雏形。

其次是带烟道的灶。独立灶在历史上具有很长使用时间，可从新石器时代一直延续到晚商时期，约至商周交替之际，始出现带有烟道的灶。烟道最初被设计时并非用来取暖，而为排烟，因此从设计方式而言，一般将烟道直通室外，甚至将部分灶膛建在室外，作为烟道。如晚商时期隆尧县双碑遗址[18]中，发现两联灶和三联灶，结构除具联通不同灶膛烟道外，还有直接通向室外排烟通道。而磁县下潘洼西周时期房址[19]中，烟道设计方式则将灶膛直接伸出墙外，位于灶膛底部烟道和灶膛一样，一半留在室内，一半伸向室外。烟道真正具有取暖功能要到西周晚期，甚至春秋战国时期，此时烟道设计方式不再从灶口直通室外，而是增加烟道在室内的长度，将烟道沿室内墙壁呈“曲尺形”或“U”形设置，目的是尽量增加室内受热面积。如在燕下都遗址[20]中西周晚期D6T64②F15号房址中，其东壁中部偏南处一个灶址，灶址东部有矩尺形烟道。将烟道设计成矩尺形，可见其用途已不仅为排烟。在东欢坨战国遗址[18]F23内，灶位于室内东北角，而烟道却沿室内东壁一直通向屋外东南角地面上烟囱口，此设计也为增加烟道长度，达到取暖效果。

在绥芬河流域（俄罗斯滨海地区）：包括苏联考古学家发现的克罗乌诺夫卡、彼得罗娃岛、奥尼列等遗址，基本与我国境内东宁团结遗址同属一个文化形态，被共同命名为“团结——克罗乌诺夫卡文化”，均可反映我国东汉时期于此居住的北沃沮人生活形态。在我国东宁团结下层遗址[5]中，其一号房址中烟道呈“曲尺形”，沿北、西两面墙体延伸，总长11米，宽0.12米，二号房址中烟道呈“U”形沿三面墙体延伸，总长10.4米，宽0.12米，性质同样为单烟道“低火墙”设施。

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在朝鲜半岛地区：发现同时期取暖设施有韩国水原西屯洞遗址和朝鲜平北宁边郡细竹里遗址中的“低火墙”设施。此两处遗址，其历史年代约为公元前300年至公元元年之间，其中朝鲜细竹里遗址[24]中“低火墙”设施成“┓”曲尺形，为单烟道设施，两壁用石头平行砌成，上盖以石面，出土时石面散碎落于烟道中。韩国水原西屯洞遗址[25]中“低火墙”设施发现于七号房址中，烟道沿室内东壁北壁呈“┓”曲尺形排列，烟道壁高、宽均为0.3米，上覆面积相当的石板，此取暖设施同样为单烟道形制。

在我国东北地区：发现于辽宁抚顺莲花堡遗址与朝鲜细竹里遗址为同一文化形态，被朝鲜考古学者共同命名为“细竹里——莲花堡遗址”，发现同细竹里遗址取暖设施形制类似的单洞火炕设施[24]。此外，在黑龙江友谊县凤林城址中，取暖设施同样是单烟道“低火墙”设施，以其中F2号房址为例，“其室内紧贴北壁和东壁各有一长条形炕，炕中心有烟道，于东北角处折角联通，整体呈┓形，其中北炕长约3.65米，东炕长约3～3.15米，宽度约为0.6米，高于地面约0.24米，炕中心设有一条单股烟道，北侧烟道长约3.2米，宽约0.16～0.28米，东侧烟道长约2米，宽约0.08～0.15米”[26]，均落后于华北地区火炕发展水平。

由表2可见，在平滑点数设置为5时，模型保留了过多的无用个性信息，致使净制完全的打粉样本间的平均相关系数（r值）仅为90%左右；在设置为9时，净制完全的打粉样本间的r值均＞95%，未去皮净制的打粉样本r值则均＜40%，未净制完全的打粉样本r值＜87%；在继续提高平滑点数至13、甚至17时，存在抹去NIR光谱有用信息的情况，致使未净制及未净制完全样本r值持续升高，故经比较，宜选择将相关系数模型的平滑点数设置为9。

对比可见，两汉之际华北地区已采用形制成熟的火炕取暖，其他地区仍使用结构简单的单烟道“低火墙”设施。可见华北地区取暖设施发展水平很高。横向对比虽不能完全证明火炕最早起源于华北地区，但为研究火炕起源地问题提供新的可能，其史料价值值得学界关注。

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