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這就是中山科學院研發的「旋風噴射環保金爐」嗎?還原度真高啊!

PanSci_96
・2019/04/05 ・2848字 ・閱讀時間約 5 分鐘

整理 / y編

清明祭祖、逢年過節、初一十五,還有許多我們搞不清楚的日子都要燒金紙。關於燒金紙的起源眾說紛紜。

有說是唐代《文宗備問》以為紙錢乃始於南北朝時,南齊廢帝蕭昭業好鬼神,剪紙為錢用來陪葬。也有是說在五代後周世宗出殯發引之日,百司路祭,以紙製作金銀錢寶之樣並雕印文字乃是金銀紙形制之始。更有民間信仰傳說燒紙錢的習俗來自東漢,據說是造紙術發明者蔡倫之弟子尤秀才,想出的推銷「紙張」手法。[1]

source:Wikimedia

先不論到底從何時開始,究竟這千年傳統能不能有全新感受呢?

於是現在,當燒金紙碰上了火箭科技,旋風環保金爐就這樣誕生了,將將將將!

火箭科技 in「金爐」到底碰出了什麼新滋味呢?在知道環保金爐環保在哪裡之前,我們先來聊聊燒金紙對我們的影響吧!

三爐一機型環保金爐。source:國家中山科學院

燒金紙與焚香對環境的影響

祭祀活動所產生的污染物排放量雖然與工業、交通運輸等大型污染源相比可能並不高。但因為常常集中在特定節慶,所以其實仍會對空氣造成影響。根據環保署 105 年的統計,年焚燒紙錢的總量為 19.5 萬公噸,而燒香則是約 2.1 萬公噸。其主要的影響在於不論是燒紙錢還是焚香,燃燒過後會產生「硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、苯、甲苯、甲醛、多環芳香烴及細懸浮微粒等多種物質,且其中苯、甲苯、甲醛、多環 芳香烴具有致癌性。」[2]

而關於燒香,也有研究發現「廟宇工作人員體內苯、丁二烯和多環芳香烴(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)的濃度明顯較高,他們的DNA修復能力也較差,顯示廟宇工作人員的罹癌風險會因為暴露在燒香產生的致癌物而增加。還有研究統計了超過六萬名華人的健康狀況,顯示心血管疾病死亡風險的提高也和長期暴露於燒香環境有關,研究結果發表在《環境與健康展望》。」[3]

Credit: Janne Moren
Credit: Janne Moren

根據環保署所述,推動減爐的宮廟其減爐前後所測得的PM2.5確實是有顯著降低的。[2] 但若因為各式各樣的原因無法速速的降低燒金紙跟焚香的總量,有沒有其他解方呢?

將將將將!環保金爐登場

要將燒金紙對空氣污染的影響降低,另外一個方向便是盡量使其能完全燃燒,且降低懸浮微粒的飄散,這就是環保金爐的主要概念。

於是意想不到火花發生了!進行許多國防武器研製的國家中山科學院的飛彈火箭研究所,便以其相關技術研發了「旋風環保金爐」!

旋風環保金爐,還原度真高啊!source:國家中山科學院

燃燒反應要完全,需要有可燃物質、充分的氧氣以及能達到燃點的起始溫度。

燃燒反應的高溫會使氣體膨脹,碰上因為未完全燃燒所產生的煙霧以及灰燼,便會形成 因為愛情來得太快就像龍捲 風的  複雜的流場運動。然後混雜著各種物質的高溫氣體,就這樣沿著排氣通道洩往煙囪或排氣管口、與大氣混合,造成空氣污染。[4]

根據中科院的敘述,旋風環保金爐的爐體之流場構型產生之二次燃燒現象及旋風回流氣漩(聽來不明覺厲),因此能減少不完全燃燒的現象,也可以大量減少煙塵飛散,達到降低環境污染之燃燒效果。[5]

若要想要細一點知道到底旋風環保金爐內發生了哪些事,我們也可以從技轉之廠商的產品特色敘述中,知道旋風環保金爐主要的核心在於:

1. 風扇讓爐體能產生三種立體渦流,分別是:

a.濾口渦流:可以產生氣封的效果,讓灰燼及煙塵以離心力進入縱向渦流。
b.縱向渦流:是一上下旋轉的氣流,將上述煙塵壓回爐心高溫區域。
c.中心渦流:在爐心上方形成高溫的乾淨燃氣,並讓其能從中心部位溢出、排入大氣。

2.燃燒時讓爐心能維持維持高溫:

爐心駐焰器噴口與爐壁燃氣噴口形成一環狀對噴火焰柱,讓爐心維持富氧的高溫燃燒區域,其溫度可達攝氏一千度以上。 此一區域讓上方壓回的煙塵再次徹底燃燒,形成清潔的可排放氣體。

所以上述技術便能讓相同體積的爐體能夠產生最長的燃燒路徑,讓燃燒更完全、也將空氣污染物的排放量降低。[4]

利用跟旋風環保金爐相同原理的「旋風噴射火銷爐」,這帥到炸的名字怎麼回事。source:國家中山科學院

所以以此類推、照樣照句,這樣的技術不只能夠用於燒金紙,也能用來銷毀機密文件,讓它乾乾淨淨不留痕跡就像沒來過這個世界一樣。之後還可以想想它所產生的熱能是否還能轉化為其他用途。這樣的好東西,人人都該有一個啊!

當然大家家裡都很難有一個,但有些方法可以讓你家的傳統小金爐更能完全燃燒的做法,不妨參考看看(以下文字改寫自科技大觀園「環保金爐原理」):

常見的居家用小金爐,雖然四周都有通氣孔、也都附有底座,但底座通常不夠高,無法形成有效對流,容易悶燒。所以可以利用鐵棒等不可燃的器具,架高底座,讓底座下方保留部份通氣孔,新鮮空氣就能從紙堆的下方進入,補充助燃。

另外燒金紙的量也不宜一次太多,在燃燒的時候也要避免去攪動紙堆,這其實不止無助於加速燃燒、反而會揚起不完全燃燒的紙灰。如果想進一步防止飛灰逸散,還可以在外圍多加一圈鐵絲網。

source:Lordcolus

傳統與環境之間只有兩難嗎?

近年來有許多關於維繫傳統與改善環境之間的討論,例如 P編 也曾於2017/7 「捍衛信仰 守護香火」的遊行前夕,以「關於宮廟為了燒香燒金管制而上街抗議,我想從哈拉瑞的《人類大命運》來聊聊」為題進行了討論。

圖片取自眾神上凱道粉絲頁

而這兩點之間真的只有一線嗎?在相互辯證、衝突過後我們又會怎麼做呢?你們家在祭祀時會燒金紙嗎?你又是怎麼想的?歡迎留言一起討論吧!

 

  • 此整理文章的誕生感謝盲眼的尼安德塔石匠給的靈感,和我親愛的妹妹長安。是他寬宏大量的原諒我在約會中大遲到才能有這篇文章,果然有妹妹最高XD

參考資料:

  1. 紙錢,維基百科。
  2. 祭祀活動所產生的排放量甚微,政府為什麼要推動減香、減金、減炮?,環保署。
  3. 廟宇燃香對身體的影響,泛科學。
  4. 燃燒技術,維冠精密股份有限公司。
  5. 炫風噴射火銷爐旋風環保金爐,中山科學院。
  6. 環保金爐原理,科技大觀園。

其他清明的科學:

 

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「數」養生活就從今天開始!談談數學教育的跨領域思維 ft. 數感實驗室賴以威老師【科科聊聊 EP.58】

PanSci_96
・2021/09/24 ・2816字 ・閱讀時間約 5 分鐘

賴以威老師近年來不餘遺力的推廣數學教育,他與數感實驗室的團隊前進校園,設計好玩好學的國小實驗課、以身作則的舉辦教師研習、還配合國中課業需求推出必修課與題本,業務早已超過數感實驗室剛成立時的規模。一路走來雖然秉持一貫的教育理念,但在教育現場實現了多少?改變了什麼?本集泛泛泛科學邀請賴以威老師談談數學教育的探究、實作與跨領域思維!

不餘遺力地推廣數學教育的賴以威老師。圖/賴以威 提供
  • 02:03 數感實驗室的數學教育

數感實驗室」一開始是賴以威老師與太太 Stacy 於 2016 年成立的粉專,主要刊登數學文章,不過後來發現都是大人在看,粉專並沒有適合小朋友的數學教育,夫妻倆便著手開發好用、好學、好玩的數學課程,從知識切入,跨領域整合數學、科學、歷史、人文、藝術等領域。

延伸閱讀:數學風箏│巨大化,正四面體風箏!在家防疫DIY【數學實驗課】國小數學實驗課 秋季視訊班

開發好玩又好學的數學課程。圖/賴以威 提供
  • 05:50 以威老師如何做到跨域整合?

以威老師表示最原始的動力當然是興趣使然,除此之外還跟他在博士班培養出來的能力有關:研究方法、定義問題、找資料、實現概念,這些能力不僅限於研究,更一路演變成他後來從事科普的技能。下關鍵字、判別可信度、延伸搜尋、產生內容…這些都需要經驗累積。「只講科學不講故事很可惜」,他認為科普內容都要帶出科學背後的意義,所有科學事件都是一個故事,可以多面向探討,自然而然的做到跨領域。

  • 11:20 108 課綱期望學生達到的素養是否太強人所難?

以威老師坦承 108 課綱講求的探究活用精神是他到研究所才掌握的能力,這樣要求國高中生似乎其困難。但是以前的教學觀念不一定要蕭規曹隨,小孩能否學會什麼都是可以討論的,「探究活用」是看待知識的態度,的確有可能在國高中階段就學會。

延伸閱讀:數感盃

  • 16:12 我們該以什麼態度看待新課綱?

如果我們把新課綱定義為培養好奇心,為了滿足好奇心,學生必須主動探究知識,而不是被動學習。好奇心就是這個時代學習的重要因素。當課堂不再是知識的唯一管道,老師不一定得擔任教學角色,當老師必須做的事變少了,引導學生、培養好奇心、探究實作與活用顯得更重要。

老師不一定得擔任教學角色,引導學生、培養好奇心、探究實作與活用顯得更重要。圖/賴以威 提供
  • 18:21 實務上有這麼理想嗎?

在數感實驗室舉辦的教師研習中,團隊遇過非常積極的老師、也遇過只習慣過去教法而否定新教法的老師,賴以威覺得這都在所難免,數感只能做更多研習,讓更多老師認同教學理念,並提供材料幫助老師無痛轉換。而家長與孩童方面,偶而也會有人反應都沒算到數學題目,對新教法不甚理解,這些都需要慢慢溝通。參與新課綱的人很多:老師、家長、學生、政府、大學、民間團體…我們都需要勾勒出共同的理想。

  • 23:55 何謂「數感」?

團隊認為數感分成「察覺關聯」與「應用數學分析決策」兩個層次。對不熟悉的人來說還是要輔以大量舉例才有機會了解,對孩童來說得花更多時間領會。所以團隊鼓勵大家來參加數感實驗室的活動,從機器人輸入輸出的參數體會函數概念、蓋紙房子學習錐體柱體與建蔽率、還有這次的四面體風箏與曲線刺繡都是數感的一種!

追蹤:數感活動

孩童正製作的四面體風箏也是數感的一種!圖/賴以威 提供
  • 28:10 人人有數感

Uber 饗食方案划算嗎?集點卡可以省多少錢?股票會賺嗎?人們平日的決策過程都是數感的表現,但是很多人卻把自己會的數學當作常識,自己不會的數學當做數學。其實,只要有算就是數學,意識到更多生活方面都可以應用數學還可以幫助我們過更好的生活。當你不排斥其他領域,就能夠處理更多知識、解決更多問題。

  • 31:57 教學理念與升學表現的平衡

一昧在教學中強調好奇心又太過理想化,尤其國中生有升學壓力必須顧及學業表現。數感團隊也在拿捏,從強調好奇心的數學課向升學的方向靠攏。像是數感的國中課程就有許多建立數學情境的素養題目:講求平均值的區間測速、二十進位的瑪雅數字、正負數計算高鐵票價,這樣同時培養了探究實作的素養也搭配學校課程幫助課業表現。

延伸閱讀:不需要測速照相機就能抓超速?區間測速原理大解析- PanSci 泛科學

  • 38:13 數感實驗室的課程設計

數感實驗室目前堆出的課程有國小與國中兩種,國小數學實驗課以引發好奇心為主,國中必修課與生活情境連結幫助課業提升。

其中九年級非選實戰題考驗著把文字轉換為數學問題的能力,是學生最缺乏也最難教的,甚至很多高中生都還再學習。從這點來看,有老師認為七年級題本也可以給高中生做。當然數感也希望盡快開發出對應完整學程的課程讓所有學生直接使用。

另外題本也可視為科普文章,大人也可以寫喔。y 編回憶起學生時代的題目才發現都沒搞懂,因為以前的教學沒有連續的思維養成,希望現在的題本可以整合以前學習的片段知識。

  • 43:12 更多關於數感的資訊

追蹤數感實驗室官網,獲取精選文章、影片、課程與活動資訊、題本、還有賴以威老師親簽書籍喔!

節目的最後,以威老師也分享疫情期間的線上課程其實比較辛苦,但有些功能如軟體模擬、分組、Jamboard、延伸閱讀等等也是實體課程做不到的。另外線上課程不限地點皆可參加,連家人都可旁聽,這些特性都必須好好把握的。


泛泛泛科學 Podcast 這裡聽:


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