古建筑中的磚瓦
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仿古青磚闡述磚瓦在我國有著十分悠久的使用歷史,早在7000年前的新石器時代,就出現了與現代燒結磚瓦具有相同屬性的燒土材料。我國仰韶文化(約公元前5000-前3000年)、龍山文化(約公元前2500-前2000年)、齊家文化(約公元前2200-前1600年)等遺址均有磚瓦出土 。
陜西寶雞市扶風、岐山一帶的周原考古(距今約3000年前的西周)發現中,出土了大量的磚瓦及其殘片,種類多樣、制型規范、相互之間搭接關系明確,有學者建議將此認定為我國磚瓦建材的起源時期 。這一時期的磚瓦為泥質灰陶,通常體形較大、表面不平整;顏色既不均勻、也不純凈,平面密布精繩紋。
春秋戰國時期,我國磚瓦制作工藝得到快速的發展,使用也較為廣泛。瓦常出現在一些文獻中,如《史記·廉頗藺相如列傳》:“秦軍鼓噪勒兵,武安屋瓦盡振”;《春秋》記載隱公八年:“宋公、齊侯、衛侯盟于瓦屋”。秦漢時期是我國磚瓦技術的一個輝煌時期,這一時期的磚瓦不僅在生產規模、燒制技術、數量及質量都有更大的發展,而且相關制品也開始按照工藝美術品的要求制作,品種和裝飾性都很考究。
秦咸陽遺址出土了多種磚,有空心磚和實心磚。空心多為長方形,實心多為正方形。有的磚上還有精美的紋案裝飾(圖2)。不過,秦朝時期,磚還不是建筑的主要材料,多為輔助材料。實心磚通常較小,用于鋪設宮室地面、圍欄、護墻之上;空心磚多用于臺階之上,空心磚可長達1m。
考古發現的秦磚顏色青灰,質地堅硬,人們用“敲之有聲,斷之無孔”來形容秦磚的品質。磚瓦由黏土燒結而成,但磚瓦卻與黏土有著質的區別,這是因為在燒結過程中,黏土中某些組分間可以形成了玻璃相(固體分晶體和非晶體,玻璃相是非晶態),隨著溫度升高,熔融的玻璃相流入不熔顆粒的縫隙中,成為不熔顆粒的結合媒介。熔融物充塞了孔隙,氣孔率降低,同時由于毛細管中熔液表面張力的作用,使得顆粒緊湊,坯體體積收縮,形成質地致密、具有一定強度的磚瓦 。
秦磚呈青灰色,是因為還有特殊的燒制工序。一般情況下,在高溫燒制(900℃-1100℃)中,黏土中的Fe離子氧化為3價的Fe2O3,此時,如果磚自然冷卻,這樣燒制的磚因Fe2O3而呈紅色(紅磚)。如果磚坯經高溫燒制后封窯,通過淋水產生蒸汽保證磚窯內處于缺氧狀態(蒸汽產生正壓,外部空氣進入不了窯內),此時Fe2O3將被還原為FeO從而呈青灰色。這在我國磚瓦工藝中被稱為 “下水飲窖”。
在磚瓦研究中,人們通常以吸水率、氣孔率、抗壓強度等指標標記磚瓦構件的力學性能。有學者對青磚和如今的普通紅磚進行了比較研究,青磚抗壓強度平均值為29.93MPa,普通紅磚的抗壓強度平均值為11.97MPa;青磚吸水率平均值為15.37%,紅磚系數率平均值為19.75%。此外,發現青磚在外觀質量、抗風化能力、耐久性等多個方面明顯優于普通紅磚 。
秦漢時期的瓦也成為了宮殿、別院、林苑等建筑中的所必需品。秦朝宮殿屋頂覆瓦,有板瓦和筒瓦。制瓦時,首先用桶模制作出瓦坯(圖3a),如果整圓的瓦坯一分為二,即為筒瓦,若是一分為四,即為板瓦。制作好的瓦坯脫模后晾干,再拍成瓦片(圖3b),就可以送到窯內燒制。
從形狀上看,磚與瓦的主要區別在于磚為平構件,瓦有一定的弧度,這主要取決于它們不同的使用目的和功能不同。由于磚瓦材料為脆性材料,其抗壓性能遠優于抗拉性能。對于磚而言,主要用于地面鋪設和砌體建筑,因此磚可以尺寸較大,以滿足強度要求。
瓦在屋頂上鋪設,如果尺寸過大,其自重荷載也會過大,給屋架結構造成負擔,因此將瓦制作為薄構件具有經濟和實用性。然而,由脆性材料做成的薄構件抗彎強度很低,如果制成平瓦,略微的受力不均,薄構件即可能在自重作用下產生彎曲拉應力,稍有碰撞就會產生斷裂。但做成有弧度的瓦,瓦就像拱結構一樣將自重轉化為壓應力,從而增強了瓦構件的抗壓能力。
秦漢時期瓦的另一大特點是具有了正式的瓦當 ,一種覆蓋在建筑檐頭筒瓦前端的遮擋,即是裝飾也保護檐頭不受雨淋。秦式瓦當以圓形為主,圓形構件受力均勻。
西漢時期,瓦的制作工藝上取得了明顯的進步,在制作工序步驟上變得更為簡潔,瓦的質量也得到提升。漢代瓦當與秦代相比,種類更加豐富,制作也日趨規整,在小小的瓦當圓面內,盡量體現形體的伸展力度,神態性格明顯,是一種藝術性極強的裝飾浮雕作品。因秦漢時期,磚瓦制作工藝達到了一個嶄新的水平,因此也就有“秦磚漢瓦”的盛名。
磚瓦使用中,琉璃磚瓦是一類比較特殊的磚瓦。因其表面有一層質地密實彩色釉層,具有實用、美觀的效果,成為古建筑的重要部件。與燒制普通瓦相比,琉璃瓦需要二次燒制,在原有基礎上增加了施釉燒制的工序。
具體而言,就是將制作好的素坯(上釉前的坯)送入窯內先高溫燒制(1100o-1200o,七日),等到土坯冷透之后再涂上釉料,再第二次入窯低溫燒制(800o-900o,三日,因此被稱為低溫釉陶),這被稱為琉璃的二次燒成法。現在制作琉璃瓦時常用一次燒制,即直接在素瓦坯上上釉,然后一次燒制而成。二次燒制的琉璃瓦,色彩鮮艷,光澤好,但缺點是釉層不牢固,容易剝落;一次燒煉的琉璃瓦,釉層牢固,不易剝落,但色澤度較差。
梁思成在《清式營造則例》中說:“琉璃于漢代自罽賓(jì bīn,古西域國名)傳入中國,用于屋頂始于北魏,明清兩代應用尤廣,這個由外國傳來的寶貴的建筑材料,更使中國建筑大放異彩。” ?不過,在我國出土的漢代陶樓中,就有使用鉛釉的痕跡,釉色為綠色。
隋唐時期是我國琉璃燒制技術大發展的時期,頗負盛名的“唐三彩”(Tang Tri-Color Glazed Ceramics)正是這一時期的杰出代表(如圖7所示)。需要注意的是,“三彩”并非只有三種顏色,《魏略》(三國時期魏國史書)中就記載大秦國時,已經出現赤、白、黑、黃、青、綠、縹、紺、紅、紫十種琉璃色。出土的唐代釉彩也有黃、綠、白、褐、藍、黑等色彩,但以黃、綠、白三色為主。
琉璃早用于建筑大約出現在我國北魏時期,《北史》有記載“北魏太武帝建五色琉璃行殿”,但用量少。唐朝開始出現了屋頂全部覆蓋琉璃瓦的建筑,例如建造于西安的唐代大明宮,此時琉璃瓦仍以綠色為主(圖8),在大明宮考古中還發現了部分雕刻有蓮花圖案綠琉璃磚。
此后,經過宋、元兩代的進一步發展,到明清時期我國琉璃燒制技術達到了鼎盛時期。紫禁城更被譽為是琉璃的(圖9),常用的配件產品有:筒瓦、板瓦、勾頭瓦、滴水瓦、羅鍋瓦、折腰瓦、走獸、挑角、正吻、合角吻、垂獸、錢獸、寶頂等等。有學者對故宮南三所綠釉琉璃瓦胎體進行了研究,發現其吸水率在5.03%-11.16%左右,氣孔率14.73%-20.88%左右,抗壓強度13.40%-19.84MPa左右 ,優于同等條件下的無釉磚瓦,代表了我國古代建筑琉璃構件制作工藝的高水平。
磚瓦,從上古走來,已經成為中華民族文明史的一種符號和象征。隨著新型技術的發展,如今已有了免燒磚,利用粉煤灰、煤渣、煤矸石、尾礦渣、化工渣或者天然砂、海涂泥等(以上原料的一種或數種)作為主要原料,不經高溫煅燒壓制而成的磚瓦。在“保護農田、節約能源、因地制宜、就地取材”的指導方針下,新時代磚瓦以新面貌接棒了磚瓦文化的傳承。
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