摘要:陶瓷被称为“土与火”的艺术,窑炉是烧制陶瓷的核心要素。陶瓷窑炉结构的变化体现了古代先民对火力的掌握程度,反映了当时生产力和技术水平的高低。众所周知,陶瓷器皿的形成是借助窑炉内不断升高的火焰温度把泥土烧结,使其发生化学反应,形成陶瓷器。如何利用有限的燃料获得更高的温度,是我国历史上每个时期窑工们孜孜不倦的追求。中国古代陶瓷窑炉结构的演变也可为现代柴烧陶瓷艺术提供更多的参考。

我国学者一般将窑炉分为直焰式、升焰式、倒焰式三种类型。对窑炉的形制及火焰走势进行整理分析,有利于现代陶艺工作者对古代陶瓷的制作与烧成研究有更好的理解。

1直焰式

1.1平地堆烧

平地堆烧的流程比较简单,也是古代先民最直接的一种烧成方式。先选择一块干燥的露天平地,把待烧成的器物堆放在空地中央的柴堆上,再将柴草等燃料均匀地覆盖在器物上,从柴堆的最下面点火,直接加热。进行烧制作业时,要考虑天气、燃料的干湿等方面的问题。距今约1.2万年的广西桂林甑皮岩遗址出土的陶片体现了万年前人类先民的智慧。

1.2坑烧

坑烧比露天平地堆烧向前进了一步,坑烧的坑具备了固定火膛。在作业时,先在干燥的地面上挖一个平底坑,在坑里堆放柴草等燃料,然后把陶坯放在燃料上,再用燃料把陶坯盖上,从下方点火烧成。坑烧的特点是固定了烧成场所,使用固定地点进行烧制会使烧成坑的耐火土层加厚,减少热量流失。坑的形成在一定范围内束缚了火焰的流向,说明先民已经有意识地对火焰进行控制。发展到坑烧,说明先民己经初步掌握了如何更有效地利用燃料所产生的热量,提高热效率。

1.3一次性薄壳窑

一次性薄壳窑作为有窑烧成阶段的早期形式,对火焰的控制有了明显改进,己经具备了窑炉的基本特征,这是先民经过大量生产实践形成的。

在坑烧或平地堆烧的基础上,将泥巴均匀地涂抹在待燃烧木材的外围形成一个薄壁,顶部留有一个通风口。这样可以把火焰束缚在一定范围内,极大地提高了烧成温度。虽然泥壁较薄使热量有所损失,但热效率还是比较高,内部的温度仍然能够达到900~1000摄氏度。这种特别的烧制方法为一些大型、异形物体的烧制提供了解决方案,而且较为密闭的空间为还原气氛的出现提供了可能性。今天的东南亚、非洲一些国家以及我国云南等部分地区还在使用这种方法烧制陶器。

2升焰式

升焰窑可分为同穴式、竖穴式、横穴式三种。由于排烟孔吸力使火焰通过火道和排烟孔自然上升,火焰在窑内一直处于上升状态,所以称为升焰。升焰窑作为窑应有的要素都已具备,火焰流向从火膛通过窑室直接由窑顶部排烟孔排出窑外。由于排烟孔位于窑的顶部,热能转换不够充分是升焰窑的一个缺点。

2.1同穴式升焰窑

同穴式升焰窑一般在断崖或就地挖筑建造窑炉,类似于将薄壳窑从地面移到了地下。因为有了火道、炉膛,燃料所产生的热量能够得到较为充分的利用,较厚的窑壁保证了很好的保温效果,热效率得到了较大的提高。由于陶坯与燃料混装,装烧窑受到了明显的制约,产品烧成率不高。因此,同穴窑的数量较少,使用的时间较短,是一种过渡性的窑炉。

2.2竖穴式升焰窑

竖穴式升焰窑己经是真正意义的窑炉,新石器至战国时期都有发现。一般是依断崖或者土包而建。由于炉膛与火道之间有镂空的隔板式构造,承重能力受限,故一般窑体规模不大,直径在1米左右。

竖穴式升焰窑由于有了隔板式的栏栅,火道与烧成室上下相连且通透,底部的燃烧室内可以不停地添加燃料,由火道的进风口补充氧气,大大提高了窑室内部的温度。隔板式的栏栅另外一个作用是将陶坯与燃料分开,陶器有了相对稳定的空间,这也使烧成率有大幅的提升。由于排烟口在窑室的顶部且燃料和陶坯距离较近,热量在窑内进行热交换的时间短暂,导致热流直接排出了窑外。从出土的陶片推测窑内温度还没有超过1000摄氏度。

2.3横穴式升焰窑

横穴式升焰窑在商周时期达到顶峰并一直延续到战国。它的特点是横向的火焰进入燃烧室,燃烧室和窑室处于平行状态。由于没有隔板式的栏栅,其比竖穴式升焰窑对建造条件要求少,较为简便。

横穴式窑炉将火膛和窑床分开,进行了平行放置,火焰横向的走势使热量在窑内滞留的时间增长,增加了陶坯的热交换时间。由于排烟孔在窑顶位置,火焰所产生的热量较难到达窑室的后部,导致窑内后半部产品不容易烧熟。从出土的陶片推测窑内温度可以达到1000~1100摄氏度。

竖穴型和横穴式升焰窑在构造上己经开始考虑燃料的添加和火焰的流向控制,是先民隔绝待烧成器物和燃料直接的尝试。横穴式窑炉区分窑室和火膛的形制与功能是后期窑炉筑造一直延续的形式。

3倒焰式

倒焰窑是指火焰通过烟囱的抽力使热流上升然后又被抽力拉下倒流的火焰运行方式,具体又可以分为半倒焰和全倒焰。

3.1半倒焰窑

半倒焰窑的特点是将位于升焰窑顶部的排烟孔移至尾部,作为有意识的抽力孔。火焰升上去的热流在窑的烟囱尾端下降,火焰流动呈半倒焰式。窑顶棚上没有排烟孔,火焰在窑内从下至上又折向烟囱的过程中,火焰并没有通过窑底流遍全窑,故使用此种技术的窑炉被称为半倒焰窑。

半倒焰解决了窑炉内部上下温差较大的问题,窑内温度可达1100~1250摄氏度,是陶瓷发展史上的重大突破。秦汉时期洛阳东周王城发掘的2号窑属于半倒焰窑。这种半倒焰窑的形制一直延续到今天。

3.2全倒焰窑

全倒焰窑最重要的特征在于排烟系统上进行的改变。排烟孔越过窑顶的最高点,向与火膛相对应的壁下方移动,烟囱深入窑的底部,升上去的所有热气被均匀地引向窑底部的各处,形成全面的倒焰。排烟孔和烟囱相连的地方形成了独立的烟室,烟囱也加高加粗,以加强抽力,加速木材的燃烧,一方面增大了烟囱的抽力,另一方面也可调整窑内气氛与温度。火焰在窑内有一个从下至上、从前向后的过程。在烧成过程中,火焰彻底地通过窑底流遍全窑,保证了窑内温度的均衡,窑内温度可达1350摄氏度。使用此种技术的窑炉被称为全倒焰窑。除此之外,火腔里增加了炉栅,以便托起木材,使下部通风,增加了氧气的摄入量,极大地提高了木材燃烧率。

4结语

现代陶瓷的发展百花齐放,大家都不约而同地把眼光投向了古老的“土与火”的艺术,想通过这种传统的手工技艺向热爱生活的人们灌输一种自然与人最原始的依存方式的思想。

窑炉是陶瓷烧制技术最关键的设备,窑炉的建造水平与窑炉结构的变化是古代先民生产力的一个反映,是不同时期生活生产习惯不同的实证,也是考古断代的一项重要证据资料。我们通过对古代不同时期窑炉构筑结构与燃烧方法的研究,可以清晰地看到古代先民对火的控制能力不断提升的过程,这是对窑炉不停的探索与改进的过程,对于我们现代化生产的今天可以疏清源头,感受先民集体的智慧。研究中国古代陶瓷窑炉结构的演变也为热爱传统烧制技艺的研究者们在现代工艺改進和现代经济发展提供宝贵的经验。

参考文献

[1]顾幼静.中国早期半倒焰窑的发展过程[J],东方博物,2017(3):24-33.

[2]陈永醇.唐宋时期馒头窑初步研究[D].长春:吉林大学,2011.

[3]阎飞.中原古代陶瓷窑炉实验考古研究[D].郑州:郑州大学,2012.

来源:文物鉴定与鉴赏汪旻