鄭州連體柴窯：一千年前科學(xué)節(jié)能的窯爐

□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。