小型高效无烟柴窑的设计和建造

冯 力

南京工程学院艺术与设计学院 南京 211167

（一）引言

在人类陶瓷艺术的大部分发展历程中 以木材为燃料的柴窑始终占据着重要地位 即使在电、气窑被大规模采用的今天 柴窑因其独特的个性化表现语言 仍广受世界各地陶瓷艺术家的青睐 他们利用现代技术和材料不断改进传统柴窑结构、实验新的现代柴窑构型 而日本陶瓷艺术家日下部正和先生设计的高效无烟柴窑就是其中的杰出代表。基于此 笔者根据个人需要 以日下部正和先生的高效无烟柴窑构型为母本 设计和建造一座小型化 适宜小型紫砂器烧成的高效无烟柴窑。

（二）小型高效无烟柴窑的设计

高效无烟柴窑由日下部正和先生设计 其诞生于2001年 中国首座高效无烟柴窑于2008年在景德镇乐天陶社落成 至此这种高效、环保的现代柴烧窑迅速风靡中国陶艺界 也掀起了国内柴烧热的风潮。据日下部正和、马克·兰塞特合著的《日本柴窑烧成揭秘》一书记述 标准的高效无烟柴窑长3.5m、高1.9m 烟囱高5.1m 与动辄40～50m长的中国传统龙窑相较 它既有相对小巧的尺寸 又无需依赖特殊的坡地地形 具有极强的空间适应性 另外 据当代陶瓷艺术家张立明先生的迷你无烟柴窑实验 它的烧成温度不因空间尺度的改变而降低 即使在很小的空间尺度下 它仍然具有较高的升温效率。

图1 小型无烟柴窑的设计

图2 建造完成

图3 地基的建造

图4 窑体的建造

图5 下部烟囱的建造

日下部正和先生的高效无烟柴窑主要由三部分构成 一是位于前部的上下叠加的附加式大炉膛 二是位于中部的单拱顶的窑室 三是位于后部的异常高大的烟囱。在小型高效无烟柴窑的设计过程中 保留了上述主要的结构特征 并根据实际需要对相应尺寸和结构进行调整、优化 在确定主体设计方案的基础上 充分运用计算机三维制图软件 完成整个柴窑的数字化设计。与传统的平面化设计制图相较 三维制图方式拥有更加全面、直观的视角 不但可以完成方案的设计工作 更可以模拟整个柴窑的建造过程 甚至能够比较精确的计算出所需材料的规格和数量。

通过系统的论证 小型高效无烟柴窑的窑体尺寸被确定为长1.5m、宽0.6m、高0.9m 窑室容积0.05 m3。整个窑体主要由不同价格、不同耐火等级 标准尺寸为230mm*113mm*65mm的重质耐火砖和轻质耐火砖砌筑 并根据功能、结构的需要合理排布各砖的使用部位和用量。

（三）小型高效无烟柴窑的建造

整个柴窑的建造严格按照设计详图进行 遵照《日本柴窑烧成揭秘》一书中的建造指南 将建造步骤依次分为 地基的建造、炉膛和烟囱基座的建造、单拱顶窑室的建造、烟囱的建造、窑体的加固。

由于建窑场地为临时场地 为了便于后期的搬迁 窑体被建造在1.7m*0.85m的钢制底座之上故在地基的建造上 没有采用标准的上下两层砖块垂直重合的方法 而是采用上下三层砖块垂直错缝的形式 并且为了降低窑体的重量 全部采用轻质耐火砖铺设。另外 由于窑体尺寸较小 窑体主要采用单层轻质耐火砖砌筑 在投柴孔、窑门、窑顶等特殊部位采用重质耐火砖 以便增加易损部位的结构强度。炉膛和烟囱基座的建造基本按照标准高效无烟柴窑的建造方法施行 需要特别指出 由于炉膛较小 没有适宜尺寸的构件可以使用 故炉排由按尺寸切割而成的莫来石条砖砌筑而成。柴窑的窑室采用单拱顶 跨度只有0.36m 故采用经线锯切割而成的十二块轻质耐火砖拼接而成。为了营造更强的抽力 柴窑的烟囱被建造成5m 约为窑体长度的3.3倍 其中下部烟囱以轻质耐火砖砌筑上部烟囱以钢管建构。在完成全部窑体的砌筑工作后 用“L”型钢对整个窑身进行包边、加固 并在预留位置安装好热电偶。

（四）结语

通过完成小型高效无烟柴窑的设计和建造基本掌握了现代柴窑的设计和建造方法 为进一步探索现代柴烧窑的烧成技术和方式奠定了物质基础 也为探索新的现代柴窑构型完成了相应的技术贮备和实践依据。