在中國霍夫曼窯設計變遷背後可以發現什麼
截面與主體之間
1950年代以來中國霍夫曼窯技術改造的發現與借鑒
李海清LI Haiqing剖面與身體:在中國霍夫曼窯設計變遷背後可以發現什麼| 李海清| 時代建築2019年第6期_研究 https://bit.ly/3KtTboi
抽象的
霍夫曼窯技術於19世紀末被引入中國,主要用於燒製磚瓦,並一直沿用至今。本研究基於文獻梳理、檔案搜尋與查證以及統計分析,聚焦20世紀50年代以來不同歷史時期4個有案可查的設計版本,分析其砌體結構特徵和窯室施工技術,有關比較研究清晰顯示出理想設計模板與當地具體條件之間的關係。雖然主要是設計者引領其技術改進,但人力資源狀況也扮演了至關重要的角色:窯室剖面設計的改進與技術選擇是綜合考量空間尺度、產量和工人的人體尺度、勞動強度之間關係的結果。在特定歷史時期,確保和改進工人在生產勞動過程中的物理環境品質是具有優先性的前置條件。近70年以來窯室剖面高度和寬度的變化軌跡充分揭示了中國霍夫曼窯的設計演變受外部技術輸入和內部環境條件的共同影響,但後者占主導地位。
建筑技术传播之于环境的适应性问题,其意义与价值已在世界范围内特别是后发地区的亚洲建筑界得到广泛讨论。有关特定地形和气候条件下中国传统民居与建筑形态的研究表明,地形、气候与物产等自然环境条件是影响其生发与变化的关键性因素[1-3]。然而,现有研究大多仅包括区域性的案例分析,其研究对象也大多是具有显著文化属性的聚落或居住建筑,而少有研究涉及技术属性更加突出、更加强调技术性能的工业建筑。就研究载体的全面和样本选取的代表性而言,这不能不说是一种有失偏颇的缺憾。以此类方法和案例分析得出的规律性,如果能包括对于工业建筑的相关研究,从采信证据角度而言,在逻辑上肯定会更加完备。因此,本研究展开了一项覆盖中国9个地文大区、针对218个使用霍夫曼窑的砖瓦厂之田野调查,而建筑技术的类型学分析和统计学分析则用于确证环境因素对这种工业建筑的形态及其建造模式的影响。
1 文獻綜述:世界範圍內的霍夫曼窯研究
建築學科及其相關領域關於霍夫曼窯的研究十分罕見,目前所知國際上主要有以下幾項,一是英國劍橋大學建築系詹姆斯·坎貝爾(James Campbell)的著作《磚的世界歷史》中的有關章節。作為一位建造史領域的領軍者,坎貝爾對於世界各地燒製磚瓦的技術展開了專門研究,其中關於工業時代的磚瓦製造技術部分介紹了霍夫曼窯的發明與傳播狀況,以及一些改進設計[4] ;二是英國工業考古學者大衛·約翰遜(David Johnson)的研究,詳細介紹了19世紀工業發展背景下德國工程師弗里德里希·E·霍夫曼(Friedrich Eduard Hoffmann)與連續窯技術發明的過程[5-6] ;三是美國人布雷特·斯科特(Brett Scott)關於下抽式窯的歷史保護之科學研究,涉及美國現存霍夫曼窯的基本狀況調查[7] ;此外,還有關於現代製磚技術的簡略或詳盡介紹[8-9] ,以關於霍夫曼本人及其連續窯技術發明的介紹[10] 。而具體到中國,則有成功大學建築系周宜穎對於台灣地區霍夫曼窯展開較全面的田野調查,並涉及生產工藝的深度挖掘[11] 。
總體而言,上述諸研究對於理清霍夫曼窯技術發明過程的原始信息、在世界範圍內傳播的概況大有裨益,屬於極有意義的基礎性研究。但有關中國霍夫曼窯的專門性研究則還很薄弱:歐美研究者的工作顯然沒有針對中國,而台灣學者的成果僅限於本島的狹小區域,未達到國家尺度層級。特別是上述所有研究幾乎均未論及環境適應性這樣的深層理論問題,而開展本研究的必要性與可能性正在於此。
2 20世紀50年代以來中國霍夫曼窯技術發展概況
古代中國長期採用間歇式土窯燒製磚瓦① ,生產效率低下[12] ,龍窯雖在一定程度上符合連續窯的基本原理,但窯室尺度普遍低矮狹小,且主要用於陶瓷業,故燒結磚瓦產量一直很低。物以稀為貴,木架土牆草頂是那時民居建造模式的主流。德國人弗里德里希· E ·霍夫曼②於19世紀中期發明了一種燒製磚瓦的工業建築[4] ,因姓氏而得名霍夫曼窯,並於19世紀末引入中國,由沿海向內陸緩慢傳播且發展、沿用至今[12] 。
霍夫曼窯在全球傳播的大致過程是:1858年4月17日霍夫曼窯在維也納首次獲專利[10] ,其平面設計了為圓形(下文稱“原型”);1858年5月27日又在普魯士獲專利,其後陸續在英國、比利時、意大利、荷蘭、法國、挪威、瑞典、美國、俄國及芬蘭等國獲33個專利[10] ;霍夫曼於1870年首次設計矩形平面版本[8] ,並傳至英國、丹麥、瑞典、奧地利、匈牙利及羅馬尼亞等其他歐洲國家。在亞洲,霍夫曼窯於1872年引入日本[13] ,後傳至蒙古、阿富汗、印度、巴基斯坦、孟加拉國、尼泊爾和越南等國;在美洲,美國至今尚存一批霍夫曼窯[7] ;在澳洲,墨爾本有將霍夫曼窯改造為公寓的案例;在非洲,馬達加斯加曾大量使用霍夫曼窯[14] 。至1898年,全球約有5 000座霍夫曼窯[5] 。
在中國,1897年上海浦東建成18門霍夫曼窯[15] ,1903年日商將其引入台灣[11] ;1907年廣東士敏土廠附設磚廠建有一座霍夫曼窯;1933年前後,南京有5座霍夫曼窯[16] ;而近在咫尺的安徽和縣直至20世紀70年代末才引入之[17] ;更為縱深的中國腹地如河北邯鄲、山西晉中、湖南益陽等地則遲至90年代才開始使用。20世紀末21世紀初,中國約有超過10萬個磚瓦生產企業,其中約95%使用霍夫曼窯[18] 。得益於此,很多窯址完好保存至今,成為本研究田野調查的物證資源。
約建於1907年的廣東士敏土廠附設磚廠,是迄今所知最早的中國霍夫曼窯影像資料
一座典型的中國南方霍夫曼窯之外觀,有竹構窯棚、油氈屋頂、磚砌窯體、窯橋和煙囪
20世紀50年代以來的近70年間,霍夫曼窯在中國的使用經歷過了一個飛速發展、不斷改進、達到巔峰而後走向衰落,直至近幾年逐步被明令禁止的變化過程。關於它的技術改進,特別是在基本設計模板、窯室、煙道、熱風道和煙囪等設計方面的改進,筆者已於此前專文介紹[12] ,在此不復贅述。本文將聚焦於有案可查的四個不同時期版本的中國霍夫曼窯設計之比較,分析其砌體結構特徵和窯室施工技術,特別是綜合考量窯室剖面設計的改進、選擇與窯室空間尺度、產量和工人的人體尺度、勞動強度之間的關係,以期進一步強化對於建築設計實踐和技術進步之基本影響因素的理解與關注——基於人本主義訴求的價值考量。
3 四個不同時期版本的中國霍夫曼窯設計比較
霍夫曼窯技術長期在中國傳播,主要建造在鄉村地區和城鄉接合部,其施工建造的主體通常是活躍在鄉村地區的專業工匠,他們手中往往保存著在同行之間流傳的、幾乎是無代價獲取的“標准設計”圖紙,並根據實際項目的具體條件和需求而做出因地制宜的調整。因此,想要對這種標准設計做出深入考察是比較困難的——原版設計圖究竟是誰畫的?具體當事項目做出了何種調整?調整的原因是什麼?調整的具體效果又如何?……在經手了幾輪流傳和調整之後,原版設計和改進設計之間的關係往往難以準確判讀。而這裡將要深入分析的四個設計版本,是迄今為止極少數不依賴田野調查就能獲得相對準確設計技術情報的案例——1958年建成投產的國營德陽機製磚瓦廠46門輪窯(下文簡稱“版本1”)、1963年西寧新生磚瓦廠新建54門輪窯(下文簡稱“版本2”)、1974年啟東縣工業局編著出版的簡易輪窯設計圖(下文簡稱“版本3”),以及1992年南京市大廠鎮第二磚瓦廠新建22門輪窯(下文簡稱“版本4”)。它們不僅分佈於不同歷史時期,存有相對完善而準確的設計圖檔資料,且都有建成使用的實踐檢驗,其典型意義和代表性見於下文。
3.1 四個版本設計的基本信信息
版本1:德陽1958。國營德陽機製磚瓦廠1958年建成投產,是始建於1956年的四川省德陽監獄的前身“第二十一勞動改造管教隊”建立的國營企業③ 。其輪窯設計技術資料發表於《建築學報》1958年第9期(四川德陽磚瓦廠26門輪窯設計圖之平面圖與縱剖面圖,四川德陽磚瓦廠26門輪窯設計圖之橫剖面圖,依據發表的設計圖紙可知其為26門輪窯,而文字介紹則稱其為46門輪窯,疑有誤),設計者為國營四川省城市建築設計院,無具體建築師或工程師署名。該設計院初建於1956年,由四川省建工局設計公司和成都市建工局設計室合併而來[19] 。
四川德陽磚瓦廠26門輪窯設計圖之平面圖與縱剖面圖
四川德陽磚瓦廠26門輪窯設計圖之橫剖面圖
版本2:西寧1963。青海新生磚瓦廠1951年建成投產,是青海省公安廳投資建立的國營企業。[20]起初皆用土窯,至1956建成54門輪窯1座[20] ,至1963年之前又添建54門輪窯1座,均設有冷哈風道回收餘熱[21] 。1963年新建54門輪窯1座,其設計技術資料發表於1963年《青海省土木建築學會一九六三年年會學術論文彙編》,設計者為青海省勞改局設計室,無具體建築師或工程師署名。該設計室成立於1954年[22] 。
青海西寧新生磚瓦廠1963年新建54門輪窯剖面圖
版本4:南京1992。南京市大廠鎮第二磚瓦廠於1992年新建22門輪窯,由鄰近的丹陽市全州建築工程公司負責設計、施工,圖紙設計署名“韋榮義”。據知情人、建窯工匠孫世江介紹,該公司因主要負責人去世,營業執照已於前幾年註銷。孫世江本人則保存了在民間流傳的這份設計圖紙之複印件,而又因國家近年推行產業轉型政策,霍夫曼窯成批淘汰,孫氏不得不放棄這項專業工作,改行從事水果種植與養殖業,於是又將其保存的圖紙無條件贈予筆者。
參照上述有關技術資料繪製表1,比較其主要技術參數,可見就設計者和設計成果本身而言,這四個設計版本可分為三類。
設計於1992年的南京市大廠鎮第二磚瓦廠新建22門輪窯之剖面圖
表1. 四個設計版本的基本信息與主要技術參數(為節省篇幅,其餘參數從略)
版本1和2來自相對偏遠、當時屬於經濟欠發達地區的省會城市或地級市,設計者為大型國有設計機構。其工程實施皆由政府投資,而背景是司法行政部門之監獄系統於20世紀50年代在全國各地大量開辦勞動改造類國營企業,其設計技術特點是規模大、投資多、建設快,建設組織管理較為規範。
版本4也出自經濟發達地區,而設計者屬民營建築施工企業。其具體項目實施由民營磚瓦生產企業自行投資,背景則是中國於20世紀90年代初期開始初步建立市場經濟體系,城鄉建設發展較快,東部經濟相對發達地區開始大規模發展機製磚瓦業,其主角不再是各級政府主管部門,而由民營磚瓦生產企業自發推進。其設計技術特點是規模與投資皆適中、建設快,建設組織管理規範性也介乎前兩者之間。
上述四個設計版本雖分佈於不同時期,但前三個版本之設計者皆擁有明確的官方背景,版本1、2皆出自省級專業設計機構,在建築與土木工程技術方面最為專業;版本3為縣級政府主管部門設計,專業性雖不及版本1、2,但對鄉村工業建設更熟悉;版本4的設計者則完全沒有官方背景,而是在初建不久的市場經濟中應運而生的民營建築施工企業,專業性雖也不及版本1、2,但它們基本上屬於自主管理、自生自滅那種企業,應該更看重綜合效益。下文將針對上述設計版本的具體技術參數進行比較分析。
3.2 四個版本設計技術參數比較分析
3.2.1窯室剖面尺寸
關於窯室剖面尺寸,其決定原則是使剖面上各處焙燒溫度均勻、生產操作安全省力。一方面,窯室不宜過於低矮狹窄,否則容積減少,影響產量;而另一方面,窯室也不宜過於高敞寬闊,過高則不僅難以控制上下不同位置焙燒溫度,且增大工人在裝卸頂層磚坯時的勞動強度;過寬則不僅使投煤孔橫向間距增大,落煤不易均勻,形成局部過火,磚坯焙燒不勻[24] 。對照表1,不難發現設計版本1—4的窯室高度依次為:2.9 m—2.8 m—2.6 m—2.6 m,總體呈逐次降低趨勢,這是否意味著設計者逐步意識到控制和適度降低工人勞動強度的意義?為獲知版本3和4採用較低窯室高度數據的普遍意義,隨機抽取與此近似時間段且基本數據齊全的15個田野調查案例,並與之進行比較(表2),可發現1992年之後窯室高度沒有超過2.6 m者,這應能顯示出控制窯室高度和工人勞動強度幾成共識。甚至有2009年新建國資磚廠的項目建議書明確提出勞動強度過大引發招工困難的問題,並採用較低窯室高度數據2.6 m的案例。這應能說明即使在20世紀80年代以來,國企逐漸退出磚瓦製造業而讓位於民企的大背景之下,偶有國資開辦磚廠也不得不考慮市場經濟條件下人力資源供求關係的變化,關注工人勞動強度的控制——人的尊嚴和價值得到了顯著的體現。
四個版本剖面設計參數的比較分析簡圖,清晰顯示出版本4選擇了較矮而寬的窯室
表2. 隨機抽取基本數據齊全的16個田野調查案例的基本信息與主要技術參數並與設計版本3、4比較
3.2.2窯室拱型
關於窯室拱型,其影響因素主要是剖面尺寸。雖然單心半圓拱或近似半圓的雙心拱之拱腳側推力較小,從結構力學角度看比較合理,但在窯室寬度確定的前提下易導致窯室過高,從而加大工人勞動強度;且砌築時拱腳附近工作空間較小,尤其是採用上煙道時施工難度較大[25] 。因此在設計實踐中,若窯室寬度較小則多用矢高相較半圓拱低一些的雙心拱,而若窯室寬度較大,則宜用矢高更低一些的雙心拱,若寬度超過4 m則宜用矢高進一步降低的三心拱。設計版本1—4的窯室拱券矢高依次為:1.73 m—1.59 m—1.4 m—1.53 m。很明顯,其拱型既沒有純粹的半圓拱也沒有復雜的三心拱,而是都採用了兼顧窯室高度控制和施工簡便的雙心拱。其中前三個版本矢高逐次降低,尤其是版本3降幅較大,顯示出降低窯室高度,從而控制和適度降低工人勞動強度且便於施工操作的設計意圖;而版本4矢高略有回升,但仍比版本1少0.2 m,體現出在確保產量、降低工人勞動強度和便於施工操作三者之間的權衡,意在追求綜合效益。
3.2.3基礎埋深與材料
按常理基礎埋深越大,結構就越堅固,但施工的工程量也就越大,建築成本就越高。設計版本1—4的窯室主基礎埋深依次為:1.9 m—1.5 m—0.42 m—0.42 m,充分顯示出版本1、2的設計者對於結構安全的高度重視,以及版本3通過加強易建性降低建設成本訴求對於後世的影響:版本4也沿用了版本3的較小基礎深度值。關於基礎用材,非常有趣的是:四個版本雖分佈於近半個世紀的時間跨度之中,但都採用了不用任何鋼筋、水泥的“三合土”——一種來自中國營造傳統、經過改良的基礎做法⑤ :石灰、河沙與卵石、石子或碎磚的混合物,反映出節約現代建材、降低建築成本的共同訴求。
3.2.4窯室拱券的施工支模
關於窯室拱券的施工支模方法,直線型窯室磚拱砌築支模方法比較常規,採用筒拱形模架,如圖2015年江蘇盱眙霍夫曼窯大修現場,用於窯室砌築“定心”的拱形木模架(直道窯室)所示。困難的是環形窯室拱券砌築如何支模,如果照搬直線型窯室的支模方法,採用木結構模架上覆三夾板或竹條,那麼環形窯室的模架製作將需要投入巨大工作量,且難以做出表面平滑的環形模架券胎。儘管版本1、2可能為此不惜工本製作精細的木構模架券胎,但版本3面向社隊企業,顯然不可能採用上述方法。現在可以確切獲知的是,版本3在其出版物正文中明確提出採用磚或磚坯堆成拱券形,用以替代砌築磚拱的木結構模架[26] 。問題是如何形成券胎的平滑表面呢?有關於此,版本4設計圖紙也沒有相關表述,但深受其技術經驗影響的工匠孫世江團隊在2016年底的盱眙縣磚廠一號窯大修工程中採用的支模方法完美地呈現了這一省料、省工的巧妙建造方法:先以磚堆成拱券形,再在其上粉刷水泥砂漿,形成相對精確的光滑表面,其要領在於事先準備好下料精準的活動模板,在環形窯室券胎堆砌磚塊時必須隨時將其用以參照、檢查與修正(圖11~圖13)。除了堆砌散磚形成券胎以外,版本3還提出了諸如以土坯代替熟磚砌築窯室內殼、以夯土代替磚建造窯體外牆、以炊具鐵鍋代替鑄鐵哈風閘、將大跨度窯棚分解為兩組較小跨度窯棚,甚至以雜樹棍、扁擔料製作屋架等省料、省工的方法。通過諸多實例的現場考察,可以肯定版本3的“易建性”訴求對於後世影響力很大,其示範效應不僅體現在具體的設計尺寸,也包括用料和施工方法。
2015年江蘇盱眙霍夫曼窯大修現場,用於窯室砌築“定心”的拱形木模架(直道窯室)
2016年天津靜海霍夫曼窯大修現場,用於窯室砌築“定心”的拱形木模架(彎道窯室)
2015年江蘇盱眙霍夫曼窯大修現場,彎道窯室以磚塊堆積成拱形“窯胎”作為砌築窯室的模具
2015年江蘇盱眙霍夫曼窯大修現場,彎道窯室之“窯胎”堆積過程中藉助拱形木模板
2015年江蘇盱眙霍夫曼窯大修現場,彎道窯室之“窯胎”表面以砂漿抹灰使之平順
4 討論與結論:發明—傳播—改進—選擇的內在機制
本研究基於文獻梳理、檔案搜尋與查證,聚焦於20世紀50年代以來不同歷史時期中國霍夫曼窯的四個有案可查的設計版本,分析其砌體結構特徵和窯室施工技術,意在揭示理想設計模板與當地具體條件之間的關係,即窯室剖面設計的改進與選擇是綜合考量空間尺度、產量和工人的人體尺度、勞動強度之間關係的結果。類型學意義上的統計分析顯示出如下兩組參數變化趨勢,值得進一步討論。
4.1 為什麼窯室高度逐漸變矮而寬度又重新取用高值?
無論是專業人士的口述資料還是磚瓦製造界科研人員已發表的論文均提及窯室空間尺度與工人勞動強度之間的關係⑥ ,可見並非虛妄之辭。而前文已述,版本1—4窯室高度呈逐次降低趨勢,而進一步分析田野調查數據,則發現1992年之後新建窯室高度沒有超過2.6 m者。這應能說明:至20世紀90年代初期,控制窯室高度和工人勞動強度幾成共識。而在時間節點上看似純屬巧合的有趣之處正在於:1992年中共十四大首次正式確立“我國經濟體制改革的目標是建立社會主義市場經濟體制”的重大發展方向[27] ,緊接著1993年中共十四屆三中全會作出了《關於建立社會主義市場經濟體制若干問題的決定》,開啟了近40年來最為重要的改革序幕。從那一時期的現實狀況看,社會主義市場經濟體制是由平均主義“吃大鍋飯”的經濟向效率優先、兼顧公平,逐步走向共同富裕的經濟之質的飛躍,集中體現為生產主體特別是農民可以有序地自由流動,而不再像改革開放之前那樣長期被禁錮在土地上。什麼是自由流動?對於工作地點和勞資之間的契約關係擁有自主的選擇權——要不要在某一企業工作,是由勞動者自己依據客觀條件和主觀感受進行自主判斷的,這將在很大程度上體現人的尊嚴,實現人的解放。中共十九大報告中關於要加快完善社會主義市場經濟體制的論述,更是突出強調了“要素自由流動”的重要性[28] 。
但任何事都並非絕對,人的解放,其最終目標還是要解放生產力,適度控制工人勞動強度並不意味著放棄產量訴求。因此,以一定的窯室寬度來確保其空間容積就成為維繫較高產量的有力保證。具體而言,就是和兩輛磚窯專用電動運輸車在窯室內並排裝卸作業的空間寬度需求有直接而具體的關聯,而小車寬度又受限於窯門寬度,窯門寬度又要在兼顧電動車運輸通行(早期為人力推/拉車)的前提下盡可能矮小,以便確保磚窯外圍護結構的熱工性能而不至於能耗過高,窯門寬度因此通常選用1.1 m~1.2 m左右,如此則電動車寬度應在1 m左右,而加上兩側作業需求,其工作空間寬度則在1.5 m左右,加以並排裝卸作業時車體兩側各預留0.3 m~0.5 m距離——窯室寬度4 m左右應為合理數據的上限,若窯室再寬一些,但如果尚不能達到三輛小車並行作業的寬度,則存在工人作業時水平方向軀體運動行程較長的弊端;而如果真的達到三輛小車並行作業的寬度,也就是窯室寬度5.5 m~6.0 m的話,若仍維持2.6 m窯室高度,則意味著拱券非常低平,側推力顯著加大,於結構安全不利。而要放棄死守2.6 m窯室高度並維繫較合理拱形,則意味著窯室高度將可能超過3 m,這樣的空間高度無論如何是無法接受的——用足高度則工人勢必進一步攀高而極易迅速疲勞;而反過來,無視這一高度的存在而只用到高度為2.6 m左右時情形,則最上層磚坯以上將剩餘0.5 m~0.6 m的空間得不到有效使用,勢成資源浪費。
所以,窯室高度逐漸變矮,採用2.6 m的低值是為了控制工人勞動強度,而窯室寬度又重新取用高值4 m,則是為了在適度控制工人勞動強度的前提下確保較高的產量。這是一種謀求多點平衡的思路,具有設計思維的綜合特徵——既要保證有人願意參與這博弈,也要保證這場博弈最終的物質產出。既然如此,為何版本1、2卻要採用2.8 m~2.9 m的高值?
4.2 為什麼版本1、2窯室高度特別高?
筆者就此試做如下推論與闡釋:首先,霍夫曼窯的原型其設計參數較高,根據“原型”圖紙度量應約為3.0 m。筆者還專門為此考察了德國與荷蘭現存最古老的幾座霍夫曼窯,其窯室高度普遍在2.8 m~3.0 m,更加坐實了“原型”的窯室高度為3.0 m左右的判斷。這一數據選用應和發明者本人屬於身高較高的族群有關。
作為一種常識,比較歐洲三大族群即日耳曼人、拉丁人以及斯拉夫人,日耳曼人(主要分佈於西歐以及西北歐)平均身高較高,而拉丁人(主要分佈於南歐)較矮,斯拉夫人(主要分佈於東歐)則介乎其間[29] 。而來自人類學視角、針對世界人類身高地理變化的的科學研究結果表明:身高平均超過1.72 m的居民居住區主要在北美洲、北歐、里海東部和北非。亞洲北極圈附近的土著居民的身高一般在1.53 m~1.57 m,或者1.48 m~1.52 m之間;北極圈以南的地區,居民的身高一般在1.58 m~1.62 m之間。但是,在北緯50°以下的地區也出現了較高身材的居民,主要集中分佈於兩個地區:一個是蒙古,另一個是從印度北部到里海的中亞地區。最矮的居民主要分佈於亞洲南部島嶼。拉斯科早就於1969年發表研究成果,從人類生物學的適應性觀點上認為北半球廣大地區的居民身高(包括中國和歐洲)出現一個從北部高身材向南部矮身材的變化趨勢[30] 。而日耳曼人主要分佈於西北歐與北歐,屬於典型的身高較高族群。以其作為空間設計的人體工學參照對象,窯室高度自然較大。
相关研究不仅限于人类学,在建筑学领域,柯布西耶“模度人”最终版本设定的“理想英国男”(日耳曼人)标准身高为1.83 m,比较其初始版本之“标准法国男”(拉丁人)身高1.75 m,则足足高出8 cm![31-32]这至少说明两点:一是即使在欧洲各族群内部,平均身高也存在显著的种族差异;二是日耳曼人平均身高的确很高。所以,发明于日耳曼人之手的霍夫曼窑原型的空间高度采用高值是完全可以理解的。
而到了20世紀50年代初期,霍夫曼窯雖已傳入中國半個世紀之久,但傳播速度極為緩慢,使用量並不大。版本1、2均服務於(強制勞動改造類)企業,幾乎不存在工人可以自由選擇工作地點和條件的可能,因此其設計者通常是不太可能想到有考慮這一問題的必要,繼續沿用“原型”的較高窯室高度幾乎是順理成章。而真正的問題在於:中國人的平均身高並沒有日耳曼人那麼高,實際上直至70年代中後期,中國人的平均身高大體在1.7 m以內[33] ,距離柯布西耶設定的“理想英國男”(日耳曼人)足足有13 cm之差。如此,若不改變設計參數、繼續沿用下去,一旦遭遇市場經濟條件下工人擁有自由選擇權的新境況,則難免不堪使用需求而招工困難。因此,適時做出調整就顯然是明智之舉。
(致謝:本研究迄今歷時五年,在田野調查和檔案、資料查詢過程中得到趙辰、彭長歆、朱曉明、譚剛毅、朱競翔、史永高、魯安東、程超、朱勝萱、胡渠、傅世林、陳志宏、朱文龍、李娟宜、夏珩、孫媛、張書銘、常辰、李沫汲、張瀚、張浩、傅文武、蔡李智、王曉、丁小林以及石川等130 餘位熱心人士的幫助;碩士研究生於長江、錢坤、張嘉新和王英妮等提供數據分析支持,謹此一併致謝!)
① 中國土窯不僅能生產青磚,亦可產紅磚,泉州最遲在北宋大觀年間即可用土窯燒製紅磚。所以,究竟是製成紅磚還是青磚,與窯的種類並無直接關聯,而是與焙燒工藝有關。中國大部分地區傳統建築以青磚為主,而閩南廈、漳、泉一帶則喜用紅磚。與青磚燒製最大不同在於紅磚沒有“湮窯”這一工序。參見:中國科學院自然科學史研究所.中國古代建築技術史[M].北京:科學出版社,1985;福建省泉州市鯉城區地方誌編纂委員會,政協泉州市鯉城區委員會文史資料委員會,編印.泉州文史資料[M].泉州:福建省泉州市鯉城區地方誌編纂委員會,1994;張光瑋.關於傳統製磚的幾個話題[J].世界建築,2016(9):27-29.
② 弗里德里希·E·霍夫曼(Friedrich Eduard Hoffmann,1818—1900年),1818年10月18日生於普魯士格羅寧根的教師家庭,並在家鄉接受初等教育。20歲在東普魯士跟隨其兄學徒,1845年畢業於柏林皇家建築學院,後成為柏林-漢堡鐵路首席工程師。從1858年獲得霍夫曼窯專利的那天起,他將自己的畢生精力獻給了製陶業、改進窯的設計、編輯學術刊物和開辦工廠。參見:James WP Campbell , Will Pryce. Brick: A World History[M]. London: Thames & Hudson,2003: 212-213. 霍夫曼1900年12月3日逝於柏林,安葬於柏林Mitte 的Chausseestraäe大街126號Dorotheenstädtischer公墓。此地還安葬著眾多歷史人物,如哲學家黑格爾和費希特、藝術家和建築師辛克爾與沙多煙、作家和演員如布萊希特,海倫威格爾,亨利希·曼,安娜·西格斯,克里斯塔·沃爾夫等,筆者曾於2018年6月專程前往柏林拜謁Dorotheenstädtischer公墓。
④ 參見:江蘇省志建材工業志http://www.jssdfz.com/book/jcgyz/D4/D4J.HTM。
⑤ 中國營造傳統中的三合土是一種以粘土、砂子和石灰為主要原料的混合物,是一種常見的、以石灰為膠凝材料的石灰基建築材料。其用途主要有兩類:一類是作為夯土建築的夯築材料;另一類則是作為膠結妨料用於粘結、外包磚石。詳見:鄭燁.中國傳統建築材料三合土的成分分析檢測方法研究[D].杭州:浙江大學,2016.而20世紀50年代以後的這幾個磚窯案例,特別是德陽磚瓦廠的46門輪窯,則使用了1:3:6石灰河沙卵石三合土,且將其作為主體結構之基礎用材來使用。筆者認為這主要是在三合土配方中使用較大骨料即卵石,使其強度得到進一步提高。所以,這種技術上的變化不僅限於配方調整,也在於相應用途得到拓展,故應視為針對傳統技術的改良措施。
⑥ 筆者曾兩次就此事訪談安徽來安磚窯工匠孫世江,得悉磚窯高度和工人勞動強度之間存在明確的關聯性;而另一方面,磚瓦界技術專家也認為窯室過高會導致裝窯、出窯工人在裝卸頂層磚坯時勞動強度增大,詳見:許紹群.42門輪窯設計革新[J].北京磚瓦,1991 剖面與身體:在中國霍夫曼窯設計變遷背後可以發現什麼| 李海清| 時代建築2019年第6期_研究
剖面與身體:在中國霍夫曼窯設計變遷背後可以發現什麼| 李海清| 時代建築2019年第6期_研究 https://bit.ly/3KtTboi
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- Feb 21 Tue 2023 21:38
中國霍夫曼窯/霍夫曼窯於1872年引入日本/霍夫曼窯技術於19世紀末被引入中國,主要用於燒製磚瓦-20世紀末21世紀初,中國約有超過10萬個磚瓦生產企業,其中約95%使用霍夫曼窯/1897年上海浦東建成18門霍夫曼窯,1903年日商將其引入台灣/至1898年,全球約有5 000座霍夫曼窯/中國大部分地區傳統建築以青磚為主,而閩南廈、漳、泉一帶則喜用紅磚
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