在古代古建筑中的砖瓦

春秋战国时期，我国砖瓦制作工艺得到快速的发展，使用也较为广泛。瓦常出现在一些文献中，如《史记·廉颇蔺相如列传》：“秦军鼓噪勒兵，武安屋瓦尽振”；《春秋》记载隐公八年：“宋公、齐侯、卫侯盟于瓦屋”。秦汉时期是我国砖瓦技术的一个辉煌时期，这一时期的砖瓦不仅在生产规模、烧制技术、数量及质量都有更大的发展，而且相关制品也开始按照工艺美术品的要求制作，品种和装饰性都很考究。秦咸阳遗址出土了多种砖，有空心砖和实心砖。空心多为长方形，实心多为正方形。有的砖上还有精美的纹案装饰（图2）。不过，秦朝时期，砖还不是建筑的主要材料，多为辅助材料。实心砖通常较小，用于铺设宫室地面、围栏、护墙之上；空心砖多用于台阶之上，空心砖可长达1m。

考古发现的秦砖颜色青灰，质地坚硬，人们用“敲之有声，断之无孔”来形容秦砖的品质。砖瓦由黏土烧结而成，但砖瓦却与黏土有着质的区别，这是因为在烧结过程中，黏土中某些组分间可以形成了玻璃相（固体分晶体和非晶体，玻璃相是非晶态），随着温度升高，熔融的玻璃相流入不熔颗粒的缝隙中，成为不熔颗粒的结合媒介。熔融物充塞了孔隙，气孔率降低，同时由于毛细管中熔液表面张力的作用，使得颗粒紧凑，坯体体积收缩，形成质地致密、具有一定强度的砖瓦。秦砖呈青灰色，是因为还有特殊的烧制工序。一般情况下，在高温烧制（900℃-1100℃）中，黏土中的Fe离子氧化为3价的Fe2O3，此时，如果砖自然冷却，这样烧制的砖因Fe2O3而呈红色（红砖）。如果砖坯经高温烧制后封窑，通过淋水产生蒸汽保证砖窑内处于缺氧状态（蒸汽产生正压，外部空气进入不了窑内），此时Fe2O3将被还原为FeO从而呈青灰色。这在我国砖瓦工艺中被称为“下水饮窖”。在砖瓦研究中，人们通常以吸水率、气孔率、抗压强度等指标标记砖瓦构件的力学性能。有学者对青砖和如今的普通红砖进行了比较研究，青砖抗压强度平均值为29.93MPa，普通红砖的抗压强度平均值为11.97MPa；青砖吸水率平均值为15.37%，红砖系数率平均值为19.75%。此外，发现青砖在外观质量、抗风化能力、耐久性等多个方面明显优于普通红砖。秦汉时期的瓦也成为了皇家宫殿、别院、林苑等建筑中的所必需品。秦朝宫殿屋顶覆瓦，有板瓦和筒瓦。制瓦时，首先用桶模制作出瓦坯（图3a），如果整圆的瓦坯一分为二，即为筒瓦，若是一分为四，即为板瓦。制作好的瓦坯脱模后晾干，再拍成瓦片（图3b），就可以送到窑内烧制。

从形状上看，砖与瓦的主要区别在于砖为平构件，瓦有一定的弧度，这主要取决于它们不同的使用目的和功能不同。由于砖瓦材料为脆性材料，其抗压性能远优于抗拉性能。对于砖而言，主要用于地面铺设和砌体建筑，因此砖可以尺寸较大，以满足强度要求。瓦在屋顶上铺设，如果尺寸过大，其自重荷载也会过大，给屋架结构造成负担，因此将瓦制作为薄构件具有经济和实用性。然而，由脆性材料做成的薄构件抗弯强度很低，如果制成平瓦，略微的受力不均，薄构件即可能在自重作用下产生弯曲拉应力，稍有碰撞就会产生断裂。但做成有弧度的瓦，瓦就像拱结构一样将自重转化为压应力，从而增强了瓦构件的抗压能力。秦汉时期瓦的另一大特点是具有了正式的瓦当，一种覆盖在建筑檐头筒瓦前端的遮挡，即是装饰也保护檐头不受雨淋。秦式瓦当以圆形为主，圆形构件受力均匀。

西汉时期，瓦的制作工艺上取得了明显的进步，在制作工序步骤上变得更为简洁，瓦的质量也得到提升。汉代瓦当与秦代相比，种类更加丰富，制作也日趋规整，在小小的瓦当圆面内，尽量体现形体的伸展力度，神态性格明显，是一种艺术性极强的装饰浮雕作品。因秦汉时期，砖瓦制作工艺达到了一个崭新的水平，因此也就有“秦砖汉瓦”的盛名。

砖瓦使用中，琉璃砖瓦是一类比较特殊的砖瓦。因其表面有一层质地密实彩色釉层，具有实用、美观的效果，成为古建筑的重要部件。与烧制普通瓦相比，琉璃瓦需要二次烧制，在原有基础上增加了施釉烧制的工序。具体而言，就是将制作好的素坯（上釉前的坯）送入窑内先高温烧制(1100o-1200o，七日)，等到土坯冷透之后再涂上釉料，再第二次入窑低温烧制(800o-900o，三日，因此被称为低温釉陶)，这被称为琉璃的二次烧成法。现在制作琉璃瓦时常用一次烧制，即直接在素瓦坯上上釉，然后一次烧制而成。二次烧制的琉璃瓦，色彩鲜艳，光泽好，但缺点是釉层不牢固，容易剥落；一次烧炼的琉璃瓦，釉层牢固，不易剥落，但色泽度较差。梁思成在《清式营造则例》中说：“琉璃于汉代自罽宾（jìbīn，古西域国名）传入中国，用于屋顶始于北魏，明清两代应用尤广，这个由外国传来的宝贵的建筑材料，更使中国建筑大放异彩。”不过，在我国出土的汉代陶楼中，就有使用铅釉的痕迹，釉色为绿色。

隋唐时期是我国琉璃烧制技术大发展的时期，颇负盛名的“唐三彩”(Tang Tri-Color Glazed Ceramics)正是这一时期的杰出代表（如图7所示）。需要注意的是，“三彩”并非只有三种颜色，《魏略》（三国时期魏国史书）中就记载大秦国时，已经出现赤、白、黑、黄、青、绿、缥、绀、红、紫十种琉璃色。出土的唐代釉彩也有黄、绿、白、褐、蓝、黑等色彩，但以黄、绿、白三色为主。

琉璃*早用于建筑大约出现在我国北魏时期，《北史》有记载“北魏太武帝建五色琉璃行殿”，但用量非常少。唐朝开始出现了屋顶全部覆盖琉璃瓦的建筑，例如建造于西安的唐代大明宫，此时琉璃瓦仍以绿色为主（图8），在大明宫考古中还发现了部分雕刻有莲花图案绿琉璃砖。

此后，经过宋、元两代的进一步发展，到明清时期我国琉璃烧制技术达到了鼎盛时期。紫禁城更被誉为是琉璃的世界（图9），常用的配件产品有：筒瓦、板瓦、勾头瓦、滴水瓦、罗锅瓦、折腰瓦、走兽、挑角、正吻、合角吻、垂兽、钱兽、宝顶等等。有学者对故宫南三所绿釉琉璃瓦胎体进行了研究，发现其吸水率在5.03%-11.16%左右，气孔率14.73%-20.88%左右，抗压强度13.40%-19.84MPa左右，优于同等条件下的无釉砖瓦，代表了我国古代建筑琉璃构件制作工艺的*水平。

砖瓦，从上古走来，已经成为中华民族文明史的一种符号和象征。随着新型技术的发展，如今已有了免烧砖，利用粉煤灰、煤渣、煤矸石、尾矿渣、化工渣或者天然砂、海涂泥等（以上原料的一种或数种）作为主要原料，不经高温煅烧压制而成的砖瓦。在“保护农田、节约能源、因地制宜、就地取材”的指导方针下，新时代砖瓦以新面貌接棒了砖瓦文化的传承。