故宫古建琉璃烧造技艺中的古代智慧
故宫古建琉璃烧造技艺中的古代智慧
故宫古建筑的典型特征之一，就是琉璃构件的大量运用。这种在陶土制品表面附上特殊釉料二次烧造而成的制品，不仅具有优异的防水、保温、防风化功能，更通过其金碧辉煌的色彩彰显皇家建筑的尊贵。本文将为您详细介绍故宫琉璃烧造技艺中的古代智慧。
故宫古建筑的典型特征之一，就是琉璃构件的大量运用。此处的琉璃，是指在初次烧造陶土制品的表面，附上以石英为主要成分、以金属氧化物为着色剂的釉料，在低温下二次烧造而成的制品。宫中琉璃构件可见于瓦顶（图1）、墙体、影壁等部位。与普通陶土材料制成的构件相比，琉璃构件不仅有更好的防水、保温、防风化功能，还有利于凸显皇家建筑的金碧辉煌的色彩。而从烧造角度而言，故宫建筑琉璃的传统工序主要包括制坯、上釉、烧制等过程，其技艺包含了丰富的古代智慧。
图1 故宫古建筑的琉璃瓦顶
从制坯技艺角度而言，选土、制泥、塑形等过程均具有科学性。
选土，即选用制作琉璃构件的土原料。故宫用琉璃构件的原料，主要产于今北京市门头沟区的琉璃渠村。村西有子槐山，坩子土为山中特产。坩子土的主要成分是高岭土，具有良好的稳定性和耐火性。用这种材料烧制的构件不易开裂，且烧制后的构件可塑性适中，适合于做各种形状的构件。
制泥，即将坩子泥制成坯胎泥的技艺。其工艺过程为：将原料中的渣子挑出，摊开晾晒一段时间，碾磨成粉末，然后置入水池中，浸泡5-7天，再取出光脚反复踩动搅拌。上述做法，可使泥土的颗粒均匀，光华油润，易于成型。
塑形，即将坯胎泥制作成坯胎的技艺。传统塑形做法为采用模具与雕刻相结合，前者有利于坯胎成型，后者有利于获得精美纹饰。如对太和殿正吻（屋脊两端的龙头状装饰物）塑形时，工匠按照其轮廓尺寸，制作一套模具（图2）。在模具内，分层注入泥，每层分别用脚踩实，形成粗坯。在粗坯表面印上正吻花纹，并用铲刀等工具将图案雕刻出来，形成实心坯胎。当实心坯胎干燥至硬度增大到一定程度后，将内部的泥用铲刀掏出，形成空心坯胎。其优点是减重、不影响外观、易于烧透。
图2 太和殿正吻模具之一（摄于北京金隅琉璃文化创意产业园）
从上釉技艺角度而言，釉料的选用包含了丰富的古代智慧。宫中不同颜色琉璃瓦的釉料配方比例，明万历年间《工部厂库须知》有明确规定，且可为其他琉璃构件上釉提供参考。以黄色釉料为例说明。对于每一料（1000块）琉璃瓦而言，黄色釉料配方比例为：“黄丹三百六斤，马牙石一百二斤，黛赭石八斤”，即黄丹、马牙石、黛赭石的重量比为。此处，黄丹的主要成分是四氧化三铅（Pb3O4），马牙石为一种富含二氧化硅（SiO2）的石料。黄丹与马牙石的主要用途为合成釉料。黛赭石是一种氧化物类矿石，主要成分为三氧化二铁（Fe2O3），主要作用是使釉料呈黄色。
釉料的提取，亦包含丰富的古代智慧。以黄丹为例，明代李时珍在《本草纲目》卷八“金石部”中，例举了黄丹提取的三种方法。其一是将铅与硝石混合升温，可得胡粉（碱式碳酸铅，2PbCO3·Pb(OH)2），再升温可得黄丹。其二是将铅与醋在高温下混合，其中铅可氧化成氧化铅（PbO），氧化铅再与醋（含醋酸）反应生成碱式碳酸铅，再升温即得黄丹。其三是利用铅、硝石、硫磺、醋，在高温下生成黄丹；其中，硝石可促使铅氧化，硫磺有助于着色，氧化铅与醋反应生成黄丹。
从烧制技艺角度而言，其科学性丰富，以构件装窑的方式为例说明。烧造琉璃构件的窑，平面为长方形，立面为倒“U”形。烧窑时，窑内下部火焰集中、温度较高，窑内上部离火焰较远、温度较低。在釉烧阶段，为了确保构件都能够充分的进行化学反应，古代工匠们巧妙地调整了釉料的比例：下部的构件适当增加二氧化硅的比例，以延长其熔化时间，这种釉料称“硬方”；上部的构件则适当地减少二氧化硅的比例，这种釉料称“软方”。这样一来，位于窑内上下部的构件，经过烧造后，可达到色泽一致。如光绪三十年（1905），北京门头沟琉璃窑釉料的配方中，在用铅均为30斤的前提下，绿釉之“硬方”含马牙石13斤，“软方”则含马牙石11斤。
需要说明的是：故宫建筑琉璃包含两次烧造过程：第一次称为“素烧”，控制温度约为1050摄氏度，烧熟的构件表面为白色略带黄（图3）；素烧后的构件经上釉后，再进行第二次烧造，此次过程称为“釉烧”，控制温度约为980摄氏度，以确保坯釉结合牢固。出窑后的构件，即为琉璃制成品（图4）。
图3 素烧后的太和殿正吻（摄于北京金隅琉璃文化创意产业园）
图4 太和殿屋顶的琉璃正吻
综上可知，故宫古建琉璃的传统烧造技艺，为古代劳动人民智慧的结晶。而其中包含的科学机制，值得我们学习和传承。
（本文原文来自《科技日报》2025年1月3日第8版）