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      鄭州連體柴窯:一千年前科學(xué)節(jié)能的窯爐

      2021-12-25 21:51:57田培杰田崴嵬
      黃河·黃土·黃種人(華夏文明) 2021年11期
      關(guān)鍵詞:瓷窯柴窯窯爐

      □田培杰 田崴嵬

      河南是中華文明發(fā)祥地之一,鄭州市是古陶器文化中心。大約在1萬(wàn)年前,隨著農(nóng)耕文化的產(chǎn)生與發(fā)展,先民們?cè)谶@里創(chuàng)造了陶器,并且在歷史長(zhǎng)河中逐步形成了一種陶器文化。窯爐,作為燒制陶器的必要場(chǎng)所,是提升陶器質(zhì)量、產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。最開(kāi)始燒制陶器時(shí),先民們采用的是無(wú)窯露天堆燒,進(jìn)行此種燒制作業(yè)時(shí),不僅要考慮天氣、燃料干濕程度等問(wèn)題,還要面對(duì)燒制熱量的大量流失。為了解決這一問(wèn)題,工匠們通過(guò)對(duì)燒造經(jīng)驗(yàn)的不斷總結(jié)、改進(jìn),設(shè)計(jì)出窯爐。早期窯爐為半地下式,在一定范圍內(nèi)可以控制火焰流向,減少熱量流失,提高熱效率。這個(gè)方法雖然比露天堆燒要先進(jìn)一點(diǎn),但還不是真正意義的窯爐。直到1956年,河南省文物工作隊(duì)在鄭州林山寨仰韶時(shí)期彩陶文化遺址發(fā)掘出土了一座用于燒制陶器的豎陶窯,真正意義的窯爐才進(jìn)入公眾的視線。這時(shí)期的豎陶窯,在燒成工藝方面已經(jīng)有了很大的突破,熱效率較之前有所提高,溫度可達(dá)到1000℃左右。其后,豎陶窯結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn),火膛、窯室、火口等部位逐步固定下來(lái),燒成溫度可提高到1200℃左右,生產(chǎn)出來(lái)的陶器質(zhì)地也變得更為堅(jiān)硬,鄭州旮旯王出土的硬質(zhì)白陶證實(shí)了這一點(diǎn),其坯胎已經(jīng)接近瓷的標(biāo)準(zhǔn),這種硬質(zhì)白陶的出現(xiàn)標(biāo)示著鄭州原始青瓷的產(chǎn)生有了可能。

      到了唐、五代,窯爐又有了很大的改進(jìn),火膛建在窯床的前面,煙囪由窯頂移至窯后,窯床中線上有一道槽溝,窯門(mén)、火膛、窯床在一條直線上,煙囪由前往后,火膛筑在窯床前,燒成時(shí)火焰順槽溝能很快接觸匣缽,坯體受熱快。煙囪后移,促使火焰由直焰變成倒焰,利用熱循環(huán)原理,火膛中的火焰先躥至窯頂,再利用煙囪的抽力吸到窯底煙口,熱能又一次在坯體縫隙穿行,使窯室內(nèi)各部位的溫度更加均勻,提高了燒成溫度,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

      2012年,鄭州書(shū)院街與紫荊山路交會(huì)處西北角發(fā)掘出一座連體窯(圖1),發(fā)掘者根據(jù)出土瓷片推斷,此為唐、五代瓷窯。連體窯由一大一小兩個(gè)窯體組成,兩窯之間有一道墻隔開(kāi),大窯長(zhǎng)約5.5米、寬4.5米,小窯長(zhǎng)約4米、寬3米。小窯火膛與大窯煙囪左下角底部,由一個(gè)似饅頭狀的半球體相連。這個(gè)半球體中空,直徑60厘米,有3個(gè)孔眼,一眼在大窯室,一眼通大窯煙室,一眼通小窯火膛。相連的窯墻體約30厘米厚,相連墻體因風(fēng)雨腐蝕風(fēng)化已剝落,殘壁約50厘米高。小窯左窯壁上有明顯的天藍(lán)色窯汗,證明了是高溫還原火燒青瓷的瓷窯。小窯窯室后底處,有3個(gè)孔洞通煙囪,加大了排煙能力。連體墻是為了抗張力,這是極具科學(xué)性的,目的就是為了節(jié)省燃料和熱能。

      筆者與業(yè)內(nèi)幾位專(zhuān)業(yè)人士在考古發(fā)掘結(jié)束后考察了這座神秘的古代瓷窯。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn),眾人認(rèn)為此處瓷窯即為“尋覓千年的后周柴窯”。筆者對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了拍照、錄像,并與窯爐專(zhuān)家進(jìn)行了仔細(xì)研究,想解開(kāi)柴窯的燒制奧秘。

      通過(guò)與窯爐專(zhuān)家的溝通,筆者發(fā)現(xiàn),兩窯連接處的饅頭狀設(shè)計(jì)實(shí)際上是一個(gè)閥門(mén),大窯燒制時(shí),將通向小窯的火口堵上,小窯開(kāi)始裝窯,靠大窯壁的輻射熱力溫暖著窯室。大窯燒成?;饡r(shí),把通小窯的火口拉開(kāi),通煙室的火口關(guān)閉,使大窯余熱能進(jìn)入小窯火膛。大窯余火的進(jìn)入,可使小窯進(jìn)行充分的氧化,余火將用盡時(shí),小窯開(kāi)始點(diǎn)燃火膛燃料,窯室溫度直接從氧化氣氛升至還原氣氛,節(jié)省了氧化氣氛所需的燃料,達(dá)到了節(jié)能的目的。窯室與煙室后隔墻下有一個(gè)火口,還原氣氛完成后,可迅速轉(zhuǎn)為氧化氣氛,?;鸷笫垢G爐的冷卻達(dá)到最佳狀態(tài)。匣缽里的瓷器,得到恰到好處的降溫,使器物不會(huì)因胎釉收縮比的不同而炸裂。

      明代的曹昭,首次提出柴瓷“天青色,滋潤(rùn)細(xì)媚,有細(xì)紋”。明高謙則稱,“青如天,明如鏡,薄如紙,聲如磐”。此“四如”之評(píng)說(shuō),成了鑒別柴瓷的重要標(biāo)準(zhǔn)。從鄭州東西大街出土的疑似柴瓷片來(lái)看,胎體堅(jiān)實(shí)致密,氣泡少,器面釉液更薄,而且細(xì)膩均勻,光亮如鏡,純凈無(wú)瑕,這樣的藝術(shù)效果必須在較為穩(wěn)定的還原氣氛中才能完成。如此,再傳至小窯,余火已非常純凈,煙霧從大窯煙囪排出后,升溫速度適中而勻稱,器物表面釉液層此時(shí)還未熔融,三氧化二鐵可以得到充分的還原,這樣能使釉面光滑細(xì)潤(rùn),美如無(wú)瑕碧玉。小窯爐膛的燃料,多用老桑樹(shù)劈柴。桑木本身就少煙霧,火勢(shì)溫和,不會(huì)使薄胎炸裂臥榻。薄胎薄釉,是技術(shù)要求,也是審美要求,還要達(dá)到“四如”的藝術(shù)效果,無(wú)疑,連體窯起到了重要的作用。

      鄭州連體柴窯,應(yīng)是后周時(shí)期創(chuàng)造設(shè)計(jì)的,是燒成標(biāo)準(zhǔn)柴瓷特質(zhì)和提升藝術(shù)性的重要條件。到了北宋時(shí),汝窯還在使用,河南寶豐韓莊也發(fā)掘出土了此類(lèi)連體窯,這是對(duì)鄭州連體柴窯的繼承。我們現(xiàn)在使用的倒焰窯爐結(jié)構(gòu),與五代的鄭州柴窯是一脈相承的。

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