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郑州连体柴窑:一千年前科学节能的窑炉

2021-12-25田培杰田崴嵬

黄河·黄土·黄种人(华夏文明) 2021年11期
关键词:窑炉陶器烟囱

□田培杰 田崴嵬

河南是中华文明发祥地之一,郑州市是古陶器文化中心。大约在1万年前,随着农耕文化的产生与发展,先民们在这里创造了陶器,并且在历史长河中逐步形成了一种陶器文化。窑炉,作为烧制陶器的必要场所,是提升陶器质量、产量的关键因素。最开始烧制陶器时,先民们采用的是无窑露天堆烧,进行此种烧制作业时,不仅要考虑天气、燃料干湿程度等问题,还要面对烧制热量的大量流失。为了解决这一问题,工匠们通过对烧造经验的不断总结、改进,设计出窑炉。早期窑炉为半地下式,在一定范围内可以控制火焰流向,减少热量流失,提高热效率。这个方法虽然比露天堆烧要先进一点,但还不是真正意义的窑炉。直到1956年,河南省文物工作队在郑州林山寨仰韶时期彩陶文化遗址发掘出土了一座用于烧制陶器的竖陶窑,真正意义的窑炉才进入公众的视线。这时期的竖陶窑,在烧成工艺方面已经有了很大的突破,热效率较之前有所提高,温度可达到1000℃左右。其后,竖陶窑结构不断改进,火膛、窑室、火口等部位逐步固定下来,烧成温度可提高到1200℃左右,生产出来的陶器质地也变得更为坚硬,郑州旮旯王出土的硬质白陶证实了这一点,其坯胎已经接近瓷的标准,这种硬质白陶的出现标示着郑州原始青瓷的产生有了可能。

到了唐、五代,窑炉又有了很大的改进,火膛建在窑床的前面,烟囱由窑顶移至窑后,窑床中线上有一道槽沟,窑门、火膛、窑床在一条直线上,烟囱由前往后,火膛筑在窑床前,烧成时火焰顺槽沟能很快接触匣钵,坯体受热快。烟囱后移,促使火焰由直焰变成倒焰,利用热循环原理,火膛中的火焰先蹿至窑顶,再利用烟囱的抽力吸到窑底烟口,热能又一次在坯体缝隙穿行,使窑室内各部位的温度更加均匀,提高了烧成温度,保证了产品的质量。

2012年,郑州书院街与紫荆山路交会处西北角发掘出一座连体窑(图1),发掘者根据出土瓷片推断,此为唐、五代瓷窑。连体窑由一大一小两个窑体组成,两窑之间有一道墙隔开,大窑长约5.5米、宽4.5米,小窑长约4米、宽3米。小窑火膛与大窑烟囱左下角底部,由一个似馒头状的半球体相连。这个半球体中空,直径60厘米,有3个孔眼,一眼在大窑室,一眼通大窑烟室,一眼通小窑火膛。相连的窑墙体约30厘米厚,相连墙体因风雨腐蚀风化已剥落,残壁约50厘米高。小窑左窑壁上有明显的天蓝色窑汗,证明了是高温还原火烧青瓷的瓷窑。小窑窑室后底处,有3个孔洞通烟囱,加大了排烟能力。连体墙是为了抗张力,这是极具科学性的,目的就是为了节省燃料和热能。

笔者与业内几位专业人士在考古发掘结束后考察了这座神秘的古代瓷窑。根据现场发现,众人认为此处瓷窑即为“寻觅千年的后周柴窑”。笔者对现场进行了拍照、录像,并与窑炉专家进行了仔细研究,想解开柴窑的烧制奥秘。

通过与窑炉专家的沟通,笔者发现,两窑连接处的馒头状设计实际上是一个阀门,大窑烧制时,将通向小窑的火口堵上,小窑开始装窑,靠大窑壁的辐射热力温暖着窑室。大窑烧成停火时,把通小窑的火口拉开,通烟室的火口关闭,使大窑余热能进入小窑火膛。大窑余火的进入,可使小窑进行充分的氧化,余火将用尽时,小窑开始点燃火膛燃料,窑室温度直接从氧化气氛升至还原气氛,节省了氧化气氛所需的燃料,达到了节能的目的。窑室与烟室后隔墙下有一个火口,还原气氛完成后,可迅速转为氧化气氛,停火后使窑炉的冷却达到最佳状态。匣钵里的瓷器,得到恰到好处的降温,使器物不会因胎釉收缩比的不同而炸裂。

明代的曹昭,首次提出柴瓷“天青色,滋润细媚,有细纹”。明高谦则称,“青如天,明如镜,薄如纸,声如磐”。此“四如”之评说,成了鉴别柴瓷的重要标准。从郑州东西大街出土的疑似柴瓷片来看,胎体坚实致密,气泡少,器面釉液更薄,而且细腻均匀,光亮如镜,纯净无瑕,这样的艺术效果必须在较为稳定的还原气氛中才能完成。如此,再传至小窑,余火已非常纯净,烟雾从大窑烟囱排出后,升温速度适中而匀称,器物表面釉液层此时还未熔融,三氧化二铁可以得到充分的还原,这样能使釉面光滑细润,美如无瑕碧玉。小窑炉膛的燃料,多用老桑树劈柴。桑木本身就少烟雾,火势温和,不会使薄胎炸裂卧榻。薄胎薄釉,是技术要求,也是审美要求,还要达到“四如”的艺术效果,无疑,连体窑起到了重要的作用。

郑州连体柴窑,应是后周时期创造设计的,是烧成标准柴瓷特质和提升艺术性的重要条件。到了北宋时,汝窑还在使用,河南宝丰韩庄也发掘出土了此类连体窑,这是对郑州连体柴窑的继承。我们现在使用的倒焰窑炉结构,与五代的郑州柴窑是一脉相承的。

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