中国古代窑炉的控火之道

李长青

陶瓷是弘扬中国传统文化的重要载体，景德镇手工制瓷技艺、德化瓷烧制技艺等均被列为国家级非物质文化遗产代表性项目名录。陶瓷制作要在窑炉中高温烧制，纵观陶瓷发展的历史，陶瓷工艺的进步离不开窑炉技术的支撑。

汉代文字学家许慎的《说文解字》中，对窑的描述是“烧瓦灶也”，而瓦是“土器已烧之总名”，即各种陶瓷制品。简单说，窑就是控制火焰、烧制陶瓷的空间。

中国最早的陶器距今已有2万年，那时并没有窑炉，而是通过露天平地堆烧法烧制的。这种方法是，先在空地上铺上厚厚的干草和木柴，再将晾晒好的陶坯摆好，之后再在上面覆盖干草和木柴，点着火，并不断添加木柴，持续烧十几个小时。

竖穴窑结构示意图（升焰窑）

露天平地堆烧法的保温效果差、火焰温度低（只有700摄氏度左右）、烧制出的陶器质地疏松。这种烧制方法还会浪费大量木柴，对于石器时代的人来说，砍伐树木是很费功夫的事。

于是，人们尝试用泥巴将柴堆包围起来，以起到一定的保温作用，再在泥壳上开1个点火洞和十几个通气孔。这样既可以得到更高的温度，还大大节约了木柴。随着外层泥巴的不断加厚，陶器的质量也显著提高。这一看似简单的技术改进，却已经有了窑的雏形。

当古人意识到泥土有保温作用后，索性在土里挖出个洞来烧陶。于是发明了横穴窑和竖穴窑两种穴窑。

横穴窑是在土里挖两个洞，其中一个用来摆放陶坯，叫作窑室；另一个洞位于窑室的侧下方，用来生火，叫作火膛；两洞之间留有通气孔，称为火道。火膛中燃烧的火焰经过火道流到窑室，给陶坯加热，窑内可以达到900摄氏度的高温。

竖穴窑是对横穴窑的进一步改进，其火膛挖在窑室的正下方，火道垂直向上，窑内温度可以达到1000摄氏度。

这两种穴窑都达到了陶器烧制的温度要求，而且陶坯不接触燃料，受热更均匀，且不易被烟灰污染。两种穴窑的烟囱都在窑室的顶部，火焰流动方向均是自下而上，都属于升焰窑。随着陶瓷需求的增加，以及受到土层承载力限制，难以挖出足够大的洞穴，于是人们开始尝试用砖建造窑炉。

龙窑

商代时人们发明了龙窑，这是最早用砖块砌成的陶瓷窑。龙窑都是修建在山坡上的，火膛在最下面，长条形的窑室沿着山坡向上排列，仿佛一条卧于山坡的巨龙，因而被称为龙窑。最大的龙窑长达136米，每次能够烧制近10万件瓷器。

龙窑长长的窑室不仅可以摆放陶瓷坯体，还兼具了烟囱的功能，将火膛中的火焰向上抽，因此龙窑的升温速度很快。窑内火焰流动方向与窑身平行，属于平焰窑。

龙窑内部还建有错综复杂的挡火墙，能减缓热气在窑内的流动速度，延长流动路径，从而充分利用热量。窑内温度可以达到1200摄氏度，最早的瓷器就是在龙窑中烧制成的。

在瓷器烧制过程中，窑炉的温度会大幅变化，从常温到1200摄氏度以上的高温，再冷却到常温。这要求建造窑炉的窑砖必须能够承受高温，并且能在温度变化时不开裂。

首先，制作窑砖的原料是红土、黄土和沙土，3种成分按照一定比例混合，在保证耐热性的同时还要有较好的保温性。再经过“汲水滋土，人逐数牛错趾，踏成稠泥”，即反复踩踏，使之混合均匀，避免因各部位膨胀系数不同而开裂，这一过程被称为“练泥”。

制作的砖坯要求平整光滑，保障窑炉有较高的建造精度和更好的密封性。砖坯要经过长时间的阴干，再经过1100摄氏度高温烧制才能作为修造瓷窑的窑砖。即使如此，窑砖在使用三五十次后还是会开裂，保温性能变差，需要及时更换。因此，窑炉周围的房屋、道路往往是用废弃窑砖砌成的，成就了当地清一色独具特色的建筑风格。

然而仅仅窑砖质量达标还不够，也要有科学合理的建筑力学结构才能承受巨大的温度变化。古代窑工经过长期实践总结，发现穹顶结构的窑更加稳固耐用，不需要内部支撑就可以达到较大的空间跨度。古代一直广泛使用的馒头窑、马蹄窑、葫芦窑、蛋窑等都是穹顶结构的。如果窑炉算建筑的话，那么世界上最早的穹顶型建筑就是中国人发明的。

馒头窑因外形近似馒头而得名，其火膛和窑室是一体的，中间没有分割。根据窑内火焰流动方向，可分为升焰式、半倒焰式以及全倒焰式3种。

其中，烟囱建在窑顶的馒头窑，火焰从底部上升到顶部排出，属于升焰窑。而烟囱在窑后面，通过下方的烟道与窑室相连，火焰先冲到窑顶，受到下后方烟道的吸力倒向底部，最终从烟囱排出的，属于半倒焰窑。相比于升焰窑，半倒焰窑能够更充分地利用热量，窑温可以达到1300摄氏度。

阶级窑结构示意图

而全倒焰窑在摆放瓷坯的窑床下方用砖砌成多条水平的烟道与烟囱相连，烟道上铺砖时留出通气孔。当火焰冲到窑顶后，受到底部气孔吸力而转头向下，加热瓷坯，经烟道从烟囱排出。全倒焰窑内温度更均匀，大大提高了瓷器烧制的成功率，对热量的利用也更充分。

阶级窑则巧妙集合了龙窑和馒头窑的优点，远看像一座龙窑，其实是一列相连通的馒头窑，也被称为分室龙窑。第一座馒头窑有窑门，最后一座有烟囱。与龙窑不同的是，每座馒头窑都有火膛，烧窑时先点燃最下面的，依次向上，上面的窑室可以利用下面的热量。阶级窑整体热量流动方向像龙窑一样自下向上，而每个窑室又是半倒焰式的馒头窑。

古代的陶瓷窑主要以木柴为燃料，烧制1吨瓷器要消耗3吨木柴。景德镇有句俗语，“一里窑，十里焦”。意思是，一座窑会烧光周围十里（1里=500米）的树林，然后铺满灰渣。曾经兴盛、名品辈出的名窑，例如越窑、邢窑，都是因为周围树木被烧光而衰落或转移重开的。

宋代时，人们开始用煤炭做燃料烧制瓷器，受制于当时的技术水平，只能用来烧制低端日用瓷。1955年，景德镇宇宙瓷厂研究出了适合煤炭窑炉的瓷坯及釉料配方，解决了瓷器光泽度不好等问题，得到广泛推广。

由于烧煤会造成严重的粉尘污染，之后人们改用更清洁的焦化煤气。现在的陶瓷企业大部分使用的是天然气或者电能烧制陶瓷，可以更好地保护生态环境。还有仍在探索阶段的微波烧制，与微波炉的原理相似，具有加热均匀性好、效率高等优点，已经成为新的研究热点。

窑炉建造技术的发展持续促进陶瓷工艺的进步，成就了我们灿烂的陶瓷文明。古代窑炉承载着陶瓷工匠的智慧与汗水，是先人留给我们的宝贵财富，在当代仍具有重要价值！

（责任编辑 / 张丽静  美术编辑 /周游）