古代建築琉璃構件保護技術暨傳統工藝科學化研究論文集（簡體書）

目錄
紫禁城清代剝釉琉璃瓦件施釉重燒的研究 苗建民 王時偉 1
元明清建築琉璃瓦的研究 苗建民 王時偉 20
古代建築琉璃構件剝釉機理內在因素的研究 苗建民 王時偉 段鴻鶯 竇一村 丁銀忠 李媛 李合 康葆強 趙蘭 29
清代剝釉琉璃瓦件施釉重燒的再研究 苗建民 王時偉 康葆強 段鴻鶯 李媛 李合 竇一村 趙蘭 丁銀忠 42
EDXRF無損測定琉璃構件釉主、次量元素 李合 丁銀忠 段鴻鶯 梁國立 苗建民 60
WDXRF對古代建築琉璃構件胎體主次量元素定量分析方法研究 段鴻鶯 梁國立 苗建民 67
紫禁城清代建築琉璃構件顯微結構研究 李媛 張汝藩 苗建民 73
X射線衍射法對紫禁城明清琉璃構件中脫水葉蠟石的判定研究 康葆強 竇一村 呂光烈 苗建民 81
黃瓦窯琉璃構件胎釉原料及燒制工藝研究 康葆強 段鴻鶯 丁銀忠 李合 苗建民 趙長明 富品瑩 92
北京故宮和遼寧黃瓦窯清代建築琉璃構件的比較研究 李合 段鴻鶯 丁銀忠 竇一村 侯佳鈺 苗建民 富品瑩 趙長明 104
南京報恩寺塔琉璃構件胎體原料來源的科技研究 丁銀忠 段鴻鶯 康葆強 吳軍明 苗建民 113
我國古代建築琉璃構件胎體化學組成及工藝研究 段鴻鶯 丁銀忠 梁國立 竇一村 苗建民 121
波長色散X 射線螢光光譜法測定古陶瓷胎釉的主次痕量元素 段鴻鶯 梁國立 苗建民 128
北京清代官式琉璃構件胎體的工藝研究 段鴻鶯 康葆強 丁銀忠 竇一村 苗建民 138
元代建築琉璃化妝土工藝的初步研究 李媛 苗建民 段鴻鶯 145
故宮神武門琉璃瓦年代和產地的初步研究 康葆強 王時偉 段鴻鶯 陳鐵梅 苗建民 150
我國古代建築綠色琉璃構件病害的分析研究 段鴻鶯 苗建民 李媛 康葆強 李合 159
北京明清建築琉璃構件黃釉的無損研究 李合 丁銀忠 陳鐵梅 苗建民 170
南京大報恩寺塔建築琉璃構件的科技研究 丁銀忠 李合 段鴻鶯 康葆強 陳鐵梅 苗建民 180
故宮清代年款琉璃瓦釉的成分及相關問題研究 康葆強 李合 苗建民 187
我國古代建築琉璃構件胎體孔隙類型探討 李媛 苗建民 張汝藩 194
X射線螢光光譜在北京清代官式琉璃構件保護研究中的應用 段鴻鶯 趙 鵬 苗建民 202
遼寧清代建築琉璃釉乳濁效果的初步分析 李合 趙蘭 侯佳鈺 陳鐵梅 苗建民 208
北京清代建築琉璃胎釉結合層的SEM和Raman研究 李媛 苗建民 趙蘭 215
清代官式建築琉璃瓦件顏色與光澤量化表徵研究 趙蘭 苗建民 王時偉 段鴻鶯 222
清代官式建築琉璃瓦件複製品耐候性評價研究 趙蘭 苗建民 丁銀忠 234
遼寧黃瓦窯建築琉璃的製作工藝研究 康葆強 Simon Groom 段鴻鶯 丁銀忠 李合 苗建民 呂光烈 242
北京地區明清建築琉璃構件製作工藝的初步研究 丁銀忠 李合 康葆強 陳鐵梅 苗建民 253
熱膨脹法判定古代琉璃構件胎體燒成溫度的類比實驗研究 丁銀忠 侯佳鈺 苗建民 265
故宮出土元代孔雀藍釉琉璃瓦的原料及工藝研究 康葆強 李合 段鴻鶯 丁銀忠 趙蘭 雷勇 272
基於圖像分析的古代建築琉璃胎體孔隙結構定量表徵研究 李媛 侯佳鈺 段鴻鶯 康葆強 苗建民 282
醫巫閭山琉璃寺和新立遺址遼代琉璃瓦原料和工藝研究 趙蘭 康葆強 萬雄飛 李合 292
附錄一 中華人民共和國文物保護行業標準——《清代官式建築修繕材料 琉璃瓦》編制說明 苗建民 王時偉 趙蘭 段鴻鶯 丁銀忠 侯佳鈺 康葆強 李合 李媛 賈翠 301
附錄二 中華人民共和國文物保護行業標準——清代官式建築修繕材料 琉璃瓦 苗建民 王時偉 趙蘭 段鴻鶯 丁銀忠 侯佳鈺 康葆強 李合 李媛 賈翠 305
附錄三 古代建築琉璃構件價值揭示與科技保護研究 苗建民 313
附錄四 紫禁城琉璃瓦件款識初步研究 康葆強 李合 丁銀忠 侯佳鈺 342
後記 360

紫禁城清代剝釉琉璃瓦件施釉重燒的研究
苗建民 王時偉
故宮博物院
摘要：本文以紫禁城清代琉璃瓦件為研究物件，利用ICP等離子發射光譜、X射線螢光光譜儀、容量法、重量法、熱膨脹分析儀、掃描電子顯微鏡等儀器分析和化學分析方法，對琉璃瓦的元素組成、燒成溫度、顯微結構、熱膨脹係數、吸水率、體積密度、顯氣孔率等進行了實驗分析，對釉層的熱膨脹係數進行了理論計算。實驗研究發現，具有陶質特徵的二次燒成低溫鉛釉琉璃瓦與一次高溫燒成的瓷器相比，前者胎質相對疏鬆，儘管胎釉之間依靠胎釉中間層和釉料對胎體的物理滲透使胎釉結合在了一起，但胎釉的物理性質相差較大；而後者胎體十分緻密，胎釉材料在高溫的條件下經歷了一系列的物理化學變化，在胎釉之間形成了一個緊密的中間層［1，2］，使胎釉很好地結合在了一起，兩者的物理性質較為相近，故琉璃瓦的燒制工藝是造成琉璃瓦後期剝落的先天條件；琉璃瓦胎體的吸水率、體積密度、顯氣孔率三項物理性質是影響琉璃瓦釉層剝落的重要因素之一；釉的熱膨脹係數與胎的熱膨脹係數不匹配是琉璃瓦釉層剝落的另一個重要因素。在對琉璃瓦釉層剝落機理研究的基礎上，採用對琉璃瓦胎體進行高溫複燒的方法改善胎體的物理性質、採用調整釉料配方的辦法使釉層的熱膨脹係數與胎體的熱膨脹係數相匹配。在對影響琉璃瓦釉層剝落的兩個主要因素進行改善和調整的基礎上，對剝釉老瓦進行施釉重燒。
關鍵字：剝釉琉璃瓦件，低溫鉛釉，施釉重燒，吸水率，熱膨脹係數
萬眾矚目的故宮古建大修工程已經啟動。為了在2008年北京舉辦奧運會之時，故宮這一歷經明清兩代、近600年的昔日皇宮，以它特有的恢弘氣勢展現在世人面前，故宮的古建維修力度在加大、修繕進度在提速。作為率先進行的故宮武英殿修繕工程已於2002年開始。從拆下的一堆堆琉璃瓦可以看到，很多琉璃瓦雖然胎體保存依然完好，但表面釉層已經嚴重剝落了。在這些表面釉層嚴重剝落的琉璃瓦內壁可以看到，很多琉璃瓦都帶有“雍正八年琉璃窯造齋戒宮用”“乾隆年制”“嘉慶五年官窯敬造”“宣統年官琉璃窯造”“三作造”“四作造”“四作邢造”“五作成造”“五作陸造”“西作朱造”和“工部”的字樣。有的還用滿漢兩種文字記下了負責各道工序的匠人，如“窯戶趙士林、配色匠許德祥、房頭許萬年、燒窯匠李尚才”“鋪戶黃汝吉、配色匠張臺、房頭何慶、燒窯匠張福”等款識。在以往的修繕工程中，那些表面釉層剝落嚴重的琉璃瓦，一般就作為工程渣土處理了，缺少的琉璃瓦用新燒制的琉璃瓦補充。
作為博物院，故宮展示在世人面前的首先是它的宮廷建築群體。當人們步入故宮，不僅會被宏偉的皇家建築所震撼，一塊塊琉璃瓦拼接成的屋頂畫面，所折射出的耀眼之光同樣會使人們發出金碧輝煌的讚歎。作為一般遊人，看到的往往僅是它的外形、感受到的常常僅是它在視覺上的效果。建築琉璃，作為文物，絕不僅如此，一塊塊琉璃瓦作為載體，盛載著大量的信息、蘊含著豐富的內涵。各時期琉璃瓦胎釉所用原料的來源、原料的種類、原料的配比，以及原料使用的變化情況，均可在這些琉璃瓦上有所反映；製作的工藝、燒制的條件，由此決定的顯微結構、物理化學性質，以及各時期琉璃瓦的燒制水準，同樣可通過實驗分析方法去認識和評價；它的款識更是直接地反映了琉璃瓦的燒制年代、燒造制度和燒制過程中責任上的具體分工，記錄了每道工序匠師的真姓實名，使後人由此可以確定琉璃瓦的燒造年代、瞭解琉璃瓦燒造的一道道工序、追溯琉璃瓦燒造的發展歷程。
故宮作為明清兩代的皇宮，明代、清代的建築琉璃構件理應十分豐富。但在本研究課題收集樣品的過程中發現，明代的建築琉璃構件已經難以找到，較為多見的是清代和那些沒有款識的民國或新中國成立以後的琉璃瓦件。那麼此次故宮大修以後，或是再過百年之後，清代的建築琉璃構件，是否也會在故宮成為稀少之物呢？
在故宮博物院進行大規模古建維修之際，把那些以往準備扔掉的琉璃瓦件留下來，重新上釉、重新燒制、重新放在建築上使用，這是一項急迫的有意義的工作。對剝釉老瓦進行施釉重燒，這並不是對古代建築琉璃製品進行保護的新思路。據清代《奏銷檔》記載，乾隆四十年對紫禁城內雨花閣進行修繕時，就曾對4593塊剝釉琉璃瓦件進行了施釉重燒。幾年前，有關的文物古建單位也採用這一方法對剝釉琉璃瓦進行了處理。但他們的做法是，在未經任何實驗檢測和分析研究的情況下，便將剝釉老瓦拉到琉璃窯廠，進行了施釉重燒。本項研究則採用了，要治病，先查清病因的做法，首先通過實驗分析方法，對清代老瓦的剝釉機理進行研究，在此基礎上，制定了改善胎體物理性質的技術手段，提出了改變釉層物理性質的釉料配方，對清代剝釉老瓦施釉重燒的問題進行了一系列的實驗分析研究，試圖為今後剝釉琉璃老瓦的施釉重燒探索出一條科學有效的途徑，並在這一過程中，對清代建築琉璃瓦件所包含的科學技術內涵進行揭示。
1 實驗樣品
本項研究中，在武英殿拆下的琉璃瓦中選取了20塊清代有款識的黃色琉璃瓦，一塊民國時期的黃色琉璃瓦進行實驗分析。其中No.1～No.16為第一批實驗的樣品。為了研究琉璃瓦胎體物理性質與琉璃瓦釉層保存狀況之間的關係，又安排了第二批實驗樣品，其中No.35～No.38為4個釉層保存狀況好的清代琉璃瓦，No.34釉層剝落嚴重為民國年間燒造的琉璃瓦。實驗樣品見表1，典型實驗樣品見圖1～圖12。
表1 實驗樣品
圖1 乾隆三十年造筒瓦
圖2 乾隆三十年春季造款
圖3 乾隆三十年造油瓶嘴瓦
圖4 乾隆三十年春季造款
圖5 乾隆三十年造割角筒瓦
圖6 乾隆三十年春季造款
圖7 嘉慶五年造筒瓦
圖8 嘉慶五年官窯敬造款
圖9 清代筒瓦
圖10 滿漢兩種文字款
圖11 民國二十年造筒瓦
圖12 中華民國二十年款
2 實驗研究與發現
2.1 琉璃瓦胎體物理性質與表面釉層狀況
吸水率、體積密度、顯氣孔率是表徵琉璃瓦胎體物理性質的三個物理參數。實驗中把琉璃瓦胎體切割成10mm×20mm×5mm的長方體，六面磨平，每塊琉璃瓦製備5個平行樣品，取測量結果的平均值。吸水率、體積密度、顯氣孔率的測量，參照國家標準GB2413—81和GB/T3810.3—1999進行。資料分析結果見表2。
表2 胎體物理性質與釉層狀況
顯氣孔率、體積密度、吸水率是三個相互關聯的物理參數，顯氣孔率高，體積密度便小，吸水率相應就高。從表2的結果可以看到，琉璃瓦表面釉層的剝落程度與琉璃瓦胎體的三項物理參數是密切相關的。No.5、No.7、No.10、No.11、No.35～No.38，此8個樣品的吸水率分別為12.4%、12.2%、11.5%、11.4%、12.5%、11.8%、11.4%、10.1%，吸水率在10.1%～12.5%變化，與之相對應，這8塊琉璃瓦的表面釉層保存完好或基本完好，樣品No.3的吸水率雖然為12.2%，但琉璃瓦表面釉層的剝落程度卻為25%，這是一個例外。No.14、No.9、No.8、No.6、No.34、No.12、No.16、No.4、No.15、No.13、No.2、No.1，這12個樣品的吸水率分別為13.9%、14.3%、14.4%、14.6%、14.8%、15.1%、15.3%、15.5%、15.6%、16.3%、16.5%、17.3%，吸水率在13.9%～17.3%變化，這12塊琉璃瓦表面釉層的剝落程度都比較嚴重。由此，得到了這樣一個規律性的結論，琉璃瓦胎體的吸水率及相應的體積密度和顯氣孔率這三項表徵琉璃瓦胎體物理性質的參數指標，與琉璃瓦表面釉層的剝落有直接的關係。琉璃瓦胎體的物理性質應有一個適當的參數指標，吸水率、顯氣孔率的數值過大，體積密度數值過小是導致琉璃瓦表面釉層剝落的重要因素之一。
2.2 胎釉之間熱膨脹係數的匹配
2.2.1 琉璃瓦胎體的熱膨脹係數
把琉璃瓦胎體樣品切割成4mm×4mm×50mm長方體，用德國耐馳公司的DIL-402C型熱膨脹分析儀，在空氣氣氛中，以5℃/min的升溫速率測量胎體的熱膨脹係數，得到從室溫至400℃溫度範圍