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图1 图2 图31.引言

“灶，炊穴也。” 灶，本义指用土砌成的，供烹煮食物、烧水的设备。随着时代的发展，对于灶具的定义也不再仅仅局限于此。简单地说，灶具就是容纳燃料或控制热量或承载炊具的一个产品。

在几千年的生活中，灶具起到了非同一般的作用，它结束了人们茹毛饮血自然饮食的状态，并日益成为人们生活中不可或缺的器具。灶具承载着人们对食物的需求和生活质量的诉求，在其发展演变的过程中，经历了从无到有，从简单到复杂的过程。灶具的使用和普及是人类文明史上一个重要的里程碑，对人类的进化发展有着不可替代的作用。

灶的发展是一个漫长的过程，其设计演变过程不但遵循着技术系统进化法则和进化规律，同时还受周围环境的影响，诸如文化、政治因素。随着灶的发展，中华民族书写了一部关于灶具发展的史籍。

2.灶具发展史及TRIZ理论的应用

中石器时代和新石器时代，人们使用的篝火、火塘的形式应该就是灶具的前身。当时生存的原始人们居住在野外，因为需要遮风挡雨，所以要求居所尽量是密封的，但是使用灶具时又需要排烟，因此居所又应该尽量是敞开的，这是一个物理冲突。为了解决这个冲突，原始人们创造了半包围式样的穴居篝火（图1），这里应用到了40条发明创造理论中的第1条—分割原理，将完全密封的空间分割出一个联通空间，供排烟使用，同时又尽量保证了空间的相对密封性。火塘的出现是原始人们希望对火加强控制而出现的灶的形式（图2），原始人类不是在地面向上搭建出一个聚拢火的结构，而是反向地下挖出一个聚拢火的结构来，其中应用了40条发明创造理论中的第13条—反置原理。

在河姆渡时期出现了各型的陶灶(图3)，在这个时期的陶灶上面，为了达到比较好的排烟效果，原始人们在陶灶上打出许多孔来，以供排烟，同时又可以透过火而隔绝燃料，使灶具部分变成了多孔的材料，此处应用到了40条发明创造理论中的第31条—使用多孔性材料这个原理。

战国时期有款提梁虎形青铜灶(图4)，这个青铜灶由灶身、烟囱、提链以及与之相配的平底釜和甑等几部分构成，可进行拆装。这种结构设计使灶具携带起来更方便，非常适合军旅使用。这里应用到了40条发明创造理论中的第1条—分割原理和第5条—组合原理。另外，灶身内壁上分布有小尖状结构，在上面搪了泥，这样可以使灶内热量不易散失，节约燃料，有效解决了青铜材质本身热量易散失的问题，提高了灶的热效率，应用到了40条发明创造理论中的第40条—复合材料这个原理。

东汉后期出现在灶身两边悬挂水缸的陶灶（图5），利用灶的热量给悬挂水缸里的水加热，方便人们使用热水，从而更加充分利用了灶膛的热量。这里运用到了提高理想化程度的方法6—利用资源。

在魏晋南北朝时期的西晋灶中出现了两个灶口的合成灶（图6），可同时在两个灶口烹饪食物或烧水，更好地利用热量，提高效率，应用到了40条发明创造理论中的第5条—组合原理。

宋代能见到多层蒸笼（图7），多个蒸笼重叠放起来，更充分利用热量，应用了40条发明创造理论中的第7条—重叠放置原理。

明清是厨房格局的定型期，此时灶的形制和功能并没有根本的变化，以江苏启东三眼灶为例（图8），这个灶台的烟箱连接着灶塘和烟囱，烟雾在此经过并流入烟囱，是灶台与灶门的双层隔离墙，由于烟箱内有烟雾产生的热量，因此烟箱周围十分干燥。在烟箱中开有一到两个称为焦心或焦心洞的内凹空间，用来搁置火柴、食盐、醋、酱油等物品，不仅可以防潮防湿，而且方便烹饪时随时拿取使用。这里应用到了40条发明创造理论中的第13条—反置原理，以及提高理想化程度的方法6—利用资源。另外，此灶具已经具有了风箱部分，风箱在明代已出现，宋应星在《天工开物》一书中已有记载，其作用是把形成的气流压送到灶塘内，增加空气的对流，促使柴薪充分燃烧，提高热效率。其中正应用了40条发明创造理论中的第25条—自我服务原理。另外以江南地区农家靠壁灶为例（图9），将长方形的灶台做成圆筒形，方面了操作使用，避免了棱角的伤害，此做法应用到了40条发明创造理论中的第14条—曲面化的原理。

自第一次鸦片战争开始，中国的国门被列强打开，传统的生活方式、饮食习惯和烹饪方式便受到了影响，随后至当代逐渐出现燃气灶、电热灶、电磁灶、微波灶等现代产品。燃气灶的发明使用是灶具发展史上的一个重大突破（图10），具有里程碑式的意义。能源上，燃气灶结束了以固体柴草为燃料的时代，以可燃气体代之，同时，一定程度上结束了灶具作为容纳燃料的容器的时代，可使燃料单独储存在燃料瓶中。应用到了技术系统进化法则进化规律9—系统的分割。另外，在燃气灶上火的大小实现了轻松调节，使其在大小之间可以动态变化，运用到了技术系统进化法则5—动态性进化法则。

电磁炉的出现是灶具发展史又一重大突破（图11），它打破了传统的明火烹调方式，采用磁场感应电流的加热原理。电磁炉是通过电路产生交变磁场，当用含铁质的锅具底部放置于灶面时，锅具切割交变磁感线而在锅具产生交变电流，锅具铁原子高速无规则运动，互相碰撞、摩擦而产生热能，融入了电磁场的概念，构成了一个物场模型：人—电磁场—食物或水，是一个有效完整系统。微波炉应用了微波加热的原理(图12)，简单说来就是：当微波辐射到食品上时，食品中的水分子，将随微波场而变动，相邻分子间的相互作用，产生了类似震动摩擦的现象，使水温升高，因此，食品的温度也就上升了。用微波加热的食品，其内部也同时被加热，应用到了40条发明创造理论中的第18条—机械振动原理。

灶具经历了漫长的发展演变过程，整个发展过程遵循着技术系统进化法则，不断应用着40条发明创造理论，也不断向理想化进步。