泉州南宋海船船壳的多重板鱼鳞式搭接技术*

何国卫

泉州南宋海船船壳的多重板鱼鳞式搭接技术*

何国卫

〔摘要〕木船船壳结构有单层板顺板式、单层板鱼鳞式、多重板顺板式和多重板鱼鳞式等四种搭接形式，都有出土古沉船佐证。不同的船壳结构形式各具技术特点，泉州南宋海船船壳结构集双、三重板工艺和鱼鳞式搭接技术于一身，具有很高的研究价值，特显珍贵。

〔关键词〕木船船壳多重板鱼鳞式搭接泉州南宋海船

船舶是海上交通工具，造船技术与海上交通互为促进，造船技术水平是海上交通发展程度的重要体现之一。出土(水)古船最直观、最可靠和最能反映当时的船舶技术水平，它是研究古船技术的实物资料，它的研究价值不言而喻。1974年夏，在福建省泉州湾后渚港出土的一艘南宋海船正值元太祖元年(南宋庆元十一年)到南宋祥兴二年灭亡(元至元十五年)，时跨73年的宋元交替时期。泉州宋代海船船壳的多重板鱼鳞搭接技术反映出宋元交替时期一个高超的造船工艺，为海上交通的运输船舶提供了强有力的技术支撑。

一、泉州出土南宋海船

泉州南宋海船(以下简称泉州船)出土时，船体上部结构已损坏无存，仅残留船底部分，在船首部位残有部分的艏柱和底板。“船身中部底、舷侧板和水密舱壁保存较完好。舱底座和船底板也较好地保存下来。”*泉州湾宋代海船发掘报告编写组：《泉州湾宋代海船发掘简报》，载《文物》1975年第10期，第1-8页。(图1)

图1泉州南宋海船出土现场

古船残骸长24.20米，宽9.15米，深1.98米。复原后的泉州宋代海船的主要尺度为*席龙飞、何国卫：《对泉州湾出土的宋代海船及其复原尺度的探讨》，载《中国造船》1979年第2期，第117页；福建省泉州海外交通史博物馆编：《泉州湾宋代海船发掘与研究》，海洋出版社，1987年，第94页。：船长30.0米、甲板宽10.5米、型深5.0米、吃水3.75米、排水量454吨、方形系数0.44。

泉州船的船面短而宽并且船底尖而瘦的船型呈现了历史的真实，它的长宽比很小只有2.857，强有力地打消了许多学者曾对明代郑和宝船长宽比只有2.466的疑虑。泉州船采用了具有舱壁周边肋骨和流水孔的水密舱壁、构件纵向端接的“直角同口”连接形式、以及它的可眠船桅、升降舵、钉连和捻缝等技术，更为突出的是泉州船船壳的多重板鱼鳞式搭接技术，它为中国古船船壳连接工艺提供了极为罕见的实物资料，值得深入研究。

船壳是由长条木板拼装连接而成的，船壳结构的连接可分为单层板和多重(二层及以上的)板，就其搭接形式又可各自分为鱼鳞式搭接和顺板式搭接二种。船壳鱼鳞式搭接的特点是搭接断面处的上列板外侧面位于下列板外侧面的外侧，上下板列断面形成锯齿形的台阶，形同鱼鳞故称鱼鳞式搭接。若搭接缝与搭接的板面呈光顺平滑的连接，相对于鱼鳞式搭接而言，笔者称其为顺板式搭接，以便讨论。

因此，船壳结构有单层板顺板式搭接、单层板鱼鳞式搭接、多重板顺板式搭接和多重板鱼鳞式搭接等四种形式。

二、单层板船壳的搭接结构

(一)单层板船壳的顺板式搭接结构

船壳的单层板连接是指船壳板为单层的连接，所称单层板顺板式搭接是指连接后的船壳板呈光顺板面的搭接形式。

单层板顺板式搭接的长板条的边接缝通常有直角缝、蓑衣缝和企口缝等形式。直角缝，是木板料邻边裁成彼此吻合的直角缺口咬合缝(图2)；平合缝，是横向上下拼合的木板，邻边裁成互为直面或斜面搭接拼合缝，斜面搭接的能使雨水不致流入里面，可起到类似蓑衣防雨的作用，故又称蓑衣缝(图3)；企口缝，是木板料邻边裁成凸凹咬合的缝(图4)，它的连接强度为三者之最。

图2　直角缝

图3　蓑衣缝

图4　企口缝

因为平合缝船壳板搭接的工艺简单所以用得最为普遍，例如“蓬莱I号”古船*席龙飞、顿贺：《蓬莱古战船及其复原研究》，载《武汉水运工程学院学报》1989第1期，第4页。(图5)、象山明代海船*宁波市文物考古研究所、象山县文管会：《浙江象山明代海船的清理》，载《考古》1998第3期，第38页。(图6)等。

图5　“蓬莱I号”中剖面结构图

图6　象山古船第7号舱壁位横剖面图

(二)单层板船壳的鱼鳞式搭接结构

船壳单层板鱼鳞式搭接结构的“搭接形式可分为直平型搭接、下角型搭接、上角型搭接和斜平型搭接4种”*何国卫：《蓬莱出土的三艘古代海船初探》，载席龙飞、蔡薇：《蓬莱古船国际学术研讨会文集》，长江出版社，2009年，第153页。(图7)。

图7　单层板船壳的鱼鳞式搭接形式(何国卫绘)

1、直平型鱼鳞式搭接是上列板里侧下部与下列板外侧上部的相叠搭接，它是最简单的搭接形式。

2、下角型鱼鳞式搭接是上列板里侧下部切割成角型的缺口与下列板外侧上边角对合。中国古船采用的是下角型搭接，1976年韩国新安出水的中国元代海船称为新安船就是实例*[韩]Lee Chang-Euk(李昌忆)：A Study on the Sructural and Fluid Characteristics of a Rabbetted Clinker Type Ship(The Sunken Ship Saluaged off Shinan)，Proceedings of International Conference on the History of Sailing Ships，1991年，中国上海，第154-168页。(图8)。

图8　新安船中剖面结构(采自李昌忆)

笔者在考察2010年山东菏泽出土的菏泽元代沉船时发现，它的船侧外板也有采用下角型鱼鳞式搭接。该船的船侧上部左右各有4列鱼鳞式搭接，其下侧板和船底板都是顺板式直角缝搭接(图9)。

图9　菏泽元代沉船横剖面图

3、上角型鱼鳞式搭接是下列板外侧上部切割成角型的缺口与上列板里侧下边角对合。韩国古船通常采用上角型搭接，韩国的莞岛船*[韩]金在瑾：《莞岛海底沉船船体》，载《船史研究》1994年第7期。和达里岛船都是如此(图10)，被认为韩国沉船的蓬莱三号船也是不例外地“外板采用鱼鳞式搭接”*汪敏、席龙飞、龚昌奇：《蓬莱三号古船的型线测绘与复原研究》，载山东省文物考古研究所、烟台市博物馆、蓬莱市文物局编：《蓬莱古船》，文物出版社， 2006年，第114页。，它的上角型外板搭接是韩国古船典型特点之一(图11)。

图10　莞岛船中横剖面图

图11　“蓬莱3号”横剖面图

4、斜平型鱼鳞式搭接是下列板的外侧上边和上列板的里侧下边都切有一段斜面，上、下列板以该斜面对合，斜平型搭接在日本古船上有见(图12)。

图12　17世纪的某日本船结构示意图

三、多重板船壳的鱼鳞式搭接结构

(一)中国古船的多重板船壳

中国古船的船壳结构有单层的也有多重的，多重板船壳已由出土沉船得到证实，例如，泉州船的船壳就是采用二、三重板。

多重板船壳也有顺板式和鱼鳞式两种搭接结构，泉州湾出土的宋代海船是采用多重板鱼鳞式搭接的船壳，而清代“小白礁I号”沉船的船壳就是里外两层贴合而成的顺板式搭接。

清代“小白礁Ⅰ号”船壳的“外板宽170-330mm，为二重板结构，内层板厚48-52mm，外层板厚17-20mm，……在外层板与内层板之间夹一道防水层，层厚3-7mm，初步观察，防水层用的是某种树木叶或植物皮纤维(应不是干竹叶、也不是棕榈树叶或皮，有可能为剑麻叶，有待于鉴定)，防水纤维上涂抹一种带黏性较透明的略呈红色的材料(可能是某种树汁)”。*顿贺：《“小白礁I号”古船研究》，载《首届“水下考古·宁波论坛”论文汇编》，2014年10月，第217-218页。(图13)内外层板之间防水层填塞物究竟是何物？起何作用？目前还没有研究结论。还有学者说到，在“南海I号”宋代沉船发现设有3层外板，“华光礁I号”宋代沉船建有5层外板，但未见公开发表的相关资料，笔者尚不知其详，期盼有日一睹真容后再作研究。

图13　清代“小白礁I号”二层船壳板图

尽管也有学者认为“小白礁1号”可能是一艘外国古沉船，但笔者依沉船存在着诸多的中国古船元素为据，以为它属中国古船的可能性最大。

史籍中关于多重板船壳技术也不乏记载，《马可·波罗行记》就有“船用好铁钉结合，有二重板叠加于上”*冯承钧译：《马可·波罗行纪》，商务印书馆，1936年，第620页。的记载。明朝出使琉球国副使高澄的《操舟记》中载有：“盖海船之底板不贵厚，而层必用双，每层计木板三寸五分，各固以铁钉，捻以麻灰。不幸而遇礁石，庶乎一层敝而一层存也。”*萧崇业：《使琉球录》，《台湾文献丛刊》第287种《使琉球录三种》，台湾银行经济研究室，1970年，第90-93页。本文转引自国家博物馆水下考古中心、福建师大历史系郑和研究小组、福州市文物考古工作队编：《明代福州建造册封舟(宝船)资料汇编》，2003年12月25日。《马可·波罗行记》还记有：“此种船舶，每年修理一次，加厚板一层，其板刨光涂油，结合于原有船板之上，……应知此每年或必要时增加之板，只能在数年间为之，至船壁有六板厚时遂止。盖逾此限度以外，不复加板，业已厚有六板之船，不复航行大海，仅供沿岸航行之用，至其不能航行之时，然后卸之。”*冯承钧译：《马可·波罗行纪》，上海书店出版社，2000年，第381页。

《操舟记》所言仅指“底板……用双”并未涉及船侧板；《马可·波罗行记》所记的“每年修理一次，加厚板一层”，似指每年维修的逐年加层，“厚有六板之船”并非该船建造时就装有六重板的。但不管怎样，上列出土沉船和史料所记的都不是单层板船壳是确实无疑的。

(二)多重板船壳的鱼鳞式搭接结构

泉州湾出土的宋代海船船壳是采用二、三重板鱼鳞式搭接技术，它具有两个特点，其一是船壳板既有二重板(二列板贴合)也有三重板(三列板贴合)，船底由二重板三列与其上的三重板过渡相连；其二，船壳板采用鱼鳞式的排列，形成鱼鳞式搭接形式。可见，泉州湾出土的宋代海船船壳板结构是多重板并鱼鳞式搭接，到目前为止，出土古船中是唯一的(图14、15)。鉴于泉州宋代海船出土残存有限，船壳板只见五列重板，其上至舷侧顶部的壳板还是重板吗？如是，那么该是三重板还是二重板？或是逐步过渡到多重顺板式搭接？多重板与大之间的结构关系如何？泉州船的残存没能显示，笔者也无法做出推测，有待其他沉船的发现。船体比较完整的“南海I号”一旦显露其详，可能会给出回答，这正是所期待的。

图14　泉州南宋海船横剖面结构测绘草图(局部)

图15　泉州南宋海船船壳的三重板结构

以上的船壳板结构搭接形式及其佐证的出土古船见下表所示：

中国古沉船船壳结构形式表

从出土古船和文献记载，中国古船船壳出现多重板和鱼鳞式搭接结构最迟不晚于宋代，但出土古船表明宋元时期的船壳多重板和鱼鳞式搭接结构已经被广泛采用，在工艺技术上已经相当的成熟，因此，多重板和鱼鳞式搭接结构的出现年代往前推的可能性是很大的，期待史料的新发现。

四、多重板和鱼鳞式搭接结构的技术分析

对多重板和鱼鳞式搭接结构的几点技术分析。

(一)重板的技术优势

直观知识告诉我们，当用单层板制作的船壳太厚时，则厚板的弯曲加工绝非易事，若对厚板加以强力弯曲加工会使板材产生残留应力而有损于强度。采用多重薄板来构成厚船壳是非常有效的工艺，例如泉州船三重板的总厚度约为180毫米，若用一层同样厚度的厚板制作显然是不合适的。

至于多重板船壳具有很高的防止船外水渗透的能力和对船壳有效的保护作用是再清楚不过的了。当然，若采用双重、三重板，则要求加工工艺十分精细，使两层板之间不留空隙，以避免和减缓腐蚀，这也佐证了宋代多重板的高超技艺。多重板技术很有效地满足了船舶大型化对船壳厚度增加的需要，是对海上交通发展的重大促进。

(二)鱼鳞式搭接结构的优点

其一，搭接处的总板厚为两列搭接板板厚之和，它大于连接板的厚度，这就形成了如同在船壳纵向加装了加厚的板条，成了船壳板的纵向筋材，其作用相当于钢船船壳板架的纵骨，提高了船壳板架结构强度；

其二，鱼鳞式搭接结构使船壳外表面成纵向的锯齿形面，它增大了船舶横摇阻力，从而减小船舶摇摆幅度。

(三)船壳单层板鱼鳞式搭接结构的比较

船壳单层板鱼鳞式搭接结构的直平型、下角型、上角型和斜平型四种搭接形式中，除了直平型外，搭接结构是由上下两列板的板边以平面或斜面或角口面等形式搭接。上列板的外侧位于下列板的外侧之外形成鱼鳞状搭接，搭接面处用钉钉连，下列板能以其本体直接支撑其上一列板。而直平型搭接不存在上下板列的本体支撑关系，它只得靠上下两列板的板面重叠部分的面积，用铁钉垂直钉入板面达到钉连的目的。下列板对上列板的支撑全靠铁钉承受的剪切力来实现，欲增搭接强度，势必要加大板面重叠部分的面积，以便能较多地布钉铁钉。这样就会增多船板用料，所以古代海船少见采用直平型搭接。不过，直平型搭接板列边缘的加工精度要求不高的优点是非常明显的。

(四)多重板与单层板船壳的鱼鳞式搭接比较

多重板鱼鳞式搭接形式与常见的单层板船壳的鱼鳞式搭接形式不尽相同。泉州船的多重板船壳结构与鱼鳞式搭接的上下板列，不存在下列板的上边缘端面对上列板的下边缘端面的直接支撑。(图14)

泉州船船壳靠近龙骨的三列二重板结构，是由下列板的外侧面上部和上列板的内侧面下部互相叠合并钉连。它如同直平型鱼鳞式搭接，只不过，两种板列搭接宽度有本质的不同：直平型鱼鳞式搭接宽度很小，通常只够钉1-2排铁钉的位置，而泉州船的二重板，其板列搭接宽度必须略大于该列板宽度的一半，也就是说，每一板列的里侧与其下列板的外侧，和该列板的外侧与其上列板的里侧，分别有略大于该列板宽度一半的搭接面积。这样板列就有足够的钉铁钉位置，就可以依靠铁钉将互相叠合的船板牢固地钉连在一起，从而有效地起到承受对上一列板的支撑作用，同时它与隔舱板钉固，确保了船壳的强度。至于该三列二重板上面的三重板的搭接，只是在同样的二重板之间加叠一层宽度略大于其板列宽度之半的板列，其思妙不可言。

首现的泉州南宋时代海船船壳结构，集双、三重板工艺和鱼鳞式搭接技术于一身，更显其珍贵，再连同泉州沉船所显露的众多古船技术，无不说明它在中国古代造船史研究中的独特地位和价值所在。

五、结论

由上论述可得如下结论：

1、船壳结构有单层板顺板式搭接、单层板鱼鳞式搭接、多重板顺板式搭接和多重板鱼鳞式搭接等四种形式。

2、中国古船船壳的重板结构和鱼鳞式搭接技术已被出土古船和文献所证实并互为映证。

3、通过多重板和鱼鳞式搭接结构的技术分析，反映出中国古代造船技术的先进性。

4、从出土古船和文献记载，中国古船船壳出现多重板和鱼鳞式搭接结构最迟不晚于宋代。

5、首现的泉州南宋海船船壳结构是多重板并鱼鳞式搭接，到目前为止是出土古船中唯一的。集多重板工艺和鱼鳞式搭接技术于一身的泉州船船壳板结构因其极高的研究价值而更显珍贵。

作者何国卫：中国船级社武汉规范研究所教授级高级工程师(武汉：430022)

Abstract:The excavated shipwrecks demonstrate the four lapping structures of the wooden ship hull, namely, the single-plank straight lapping, the single-plank scale-like lapping, the multi-plank straight lapping and the multi-plank scale-like lapping, each of which has its own advantages. The ocean-going boat in the Southern-Song Dynasty Quanzhou was built with double-plank and triple-plank hull of the scale-lapped structure, which is worth researching.

Keywords:Wooden Hull; Multiple Planks; Scale-like Lapping; the Ocean-going Boat in the Southern-Song Dynasty Quanzhou

*本文为2015年“宋元交替时期东南沿海的海上交通”学术研讨会参会论文。