基于量化统计的东北近代建筑用砖尺寸解码
摘要;
建筑机制红砖尺寸是工业标准化的产物。由于各国建筑营造尺不同,其机制红砖的规格和尺寸存在较大差异。文章采用二重证据法,即收集实测数据,然后进行统计分析,辅佐以历史文献相互佐证的方法,并从政治权属、时间属性等多维度对红砖尺寸进行解码和转译,转译差异背后隐藏的度量衡、社会经济、殖民程度等历史信息,建立砖的识别体系,为判别建筑历史身份、改扩建情况提供依据。
Abstract:
The size of the red brick is the product of industrial standardization. The specifications and sizes of the red bricks are different because of the different construction ruler according to different countries. This paper adopts the double-evidence method, which is collecting the measured data, then carrying on the statistical analysis, and using the historical literature to get the mutual corroboration at the same time. The dimension of the red brick is decoded and translated from political ownership, time attribute etc. The historical information such as measurement, social economy, colonization degree hidden behind the differences of the bricks is ‘translated’. Thus, the brick identification system is established, which provides the basis for distinguishing the historical identity of the building and rebuilding and extending the building.
关键词;机制红砖、近代建筑、标准、尺寸
Key words;machine-made red brick、 modern architecture、standard、size;
在考古学上,常依据各个时代砖的形态特征进行断代。而近代以来,砖采用工业化生产,其规格和生产工艺趋于标准化。不同国家的机制砖尺寸差异很大,文章针对于这种差异,进行实地测量,通过量化分析和统计寻求规律,为辨别建筑的历史身份和发展脉络提供新的途径。
1.复杂的用砖状况
1897年俄国在中国东北兴建中东铁路,包括主线和南线。1905年日本通过日俄战争攫取了南线的宽城子至旅顺段,称为南满铁路,在接续铁路的同时,利用、改建了俄国遗留的建筑,并历经了数次迭代。而中东铁路主线和残存的南部支线先后被沙俄、中国东北当局、苏联、日本交替控制,用砖情况极其复杂。
1)俄系制砖业
1897年中东铁路开始兴建,带来了沙俄的制砖工业,可见于1899年达里尼(大连)工程机关在今春柳和金家街一带建有砖厂,采用霍夫曼窑生产,年产红砖420万块[1]。1900年,中东铁路管理局在哈尔滨顾乡屯修建了直辖砖厂,年产红砖1200万块,顾乡屯的砖厂由俄国工程师库茨涅佐夫设计,此人曾专门去德国学习现代化的制砖工艺,并引进制砖机,建有16室和18室两座大型霍夫曼窑,总面积为450多平方俄丈[2]。此外旅顺、满洲里[3]、乌吉密、小绥芬河[4]等地也建有近代化砖厂。1917年沙皇俄国被推翻,中东铁路路权被东北当局逐步收回,俄系制砖业逐渐衰落。1924年苏联介入中东铁路,带来了苏联标准的机制红砖,虽在1926-1928年间有所建设,但建设量很小。
2)日系制砖业
据现有资料记载,最早的日系机制砖厂由松浦如之郎于1903年在牛庄(营口)开办,建有18室轮窑。但大规模的生产始于1905年日本接管南满铁路之后[5]。在南满铁路附属地及关东州内分布[6],截止到1930年南满铁道沿线建有砖窑48家[7]。1931年“九·一八事变”爆发后,日本侵占东北,日系制砖业也突破铁路附属地限制在全东北推行[8]。1933年3月伪满洲国政府颁布《满洲国建设纲要》,开始对锦州、珲春、北票、齐齐哈尔、吉林、海龙、梅河口等51座城市进行大规模建设[9],砖的需求激增,随兴建了很多砖厂。
3)东北地方制砖业
东北地方制砖业最早始于洋务运动,1886年李鸿章聘请德国工程师善威(Samwer)修筑旅顺大坞,从德国购买制砖设备,生产红砖筑港[9],虽然制砖技术传入较早,但发展缓慢,一直受日、俄压制。直到一战之后,列强无暇东顾,东北地方制砖业勃兴。1924年张作霖成立东北交通委员会,修筑吉海、沈海、呼海、齐克铁路,在铁路沿线城镇筑有近代化砖厂,如呼海铁路在兴隆镇建有砖厂。而沈阳和哈尔滨成为东北制砖业的中心,1929年沈阳的地方窑业达70余家,其中近代制砖业有肇新窑业、悦新窑业公司、天宝兴、德厚聚等,年产超过都超过120万块[9]。而同年哈尔滨成立半官方行业组织“东省特别区哈尔滨市砖窑同业公会”,登记造册的同业砖窑(有字号的)82家,年产青、红砖超过3000万块[13],与日、俄制砖业角逐东北市场。1931年,日本发动9·18事变,东北当地制砖业受压制,1938年日本开始限制中国人独资开办砖厂[13],将有名气的民族砖瓦窑业并进窑业组合[14],在全满成立25个炼瓦同业组合[15],迫使小的窑场停业或倒闭[16]。
图 1公差实测法
总体来说,东北的近代制砖业以列强的外来楔入和中方的自主引进两种方式发展。形成了中、日、俄三方竞争的状况。
2.砖尺寸的解码
2.1砖的尺寸判定
在砖材料的属性中,机制砖尺寸受各国工业标准制约,如日本标准红砖长、宽公差不大于3%,厚不大于±4%[17]。苏联国家标准530-41要求机制成品砖一等品与标准尺寸的偏差,长度在±5mm以内,宽度和厚度在±3mm以内,二等品为长度±8mm以内,宽度和厚度在±4mm以内,尺寸偏差大的成品作为残品处理,在砌筑建筑时采用同等品级的砖进行砌筑,不符合强制性标准的产品,禁止生产、销售和进口[18]。(如图1)
这使得以砖的标准尺寸作为判断建筑身份的依据具备可实施性,通过建立y=kx的函数方程,并将多组实测数据带入不等式|x-a|<c,|kx-b|<d中,即对机制红砖的品级进行初步判断。(k为砖的长宽比,a为标准长度,b为标准宽度,k=b/a,x为实测砖长,y为实测砖宽,c长度公差,d为宽度公差)。实测数据的偏差在标准红红砖容许公差内,则被测组即为该品系红砖。
2.2各国建筑用砖尺寸
在统计中发现俄系的机制砖主要有两种尺寸,其中223栋沙俄建筑采用270×130×65mm规格的机制红砖,该规格与沙俄旧制红砖标准吻合,15栋采用250×120×65mm规格的机制红砖,与1928年5月1日苏联颁布的苏联标准吻合[16]。日系机制砖的样本也有两种规格,其中380栋样本采用230×110×60mm的规格,与东京旧制红砖规格吻合,10栋样本为210×100×60mm,与1924年3月27日,日本颁布的日本标准规格(JES)第8号类别A规定的日本标准红砖规格吻合[19]。据文献记载1928年3月7日满铁将东京旧制红砖和日本标准红砖两种红规格作为满铁工业品标准,1932年伪满洲国营缮需品局尺寸法规定230×110×60mm为红砖官厅尺寸,8寸×4寸×2寸=242×121×61mm为青砖官厅尺寸[16]。东北地方的制砖业规格冗杂,因为制砖设备引自国外,比如1868年修建旅顺大坞时,善威从德国购进价值一万两白银的造砖机、磨泥机、压砖机等制砖设备[11],1907年开办的吉新机器造砖有限公司亦从德国订购制砖机[20]。而这些设备所生产的红砖也继承了引入国的机制砖标准。而东北清末手工砖的尺寸一般长为8-10寸[21],宽和厚为长的1/2和1/4,进入民国后,尺寸逐步缩小,但各地并不统一,由于采用模具手工压制、压实程度不易控制,并用传统窑煅烧,收缩系数不稳定,规格误差较大,所以手工砖并不纳入统计体系内。
3.量化统计及误差分析
论文选取了中东铁路及南满铁路建筑样本共1654项,进行相关性和类型分析,发现砖的尺寸,以所属国家,烧造工艺有极为密切的相关性,剔除木构、抹灰,有效数据1077相,通过分析产生以下误差。(表格2)
3.1手工青红砖导致的误差
如表格3所示,无论是日本、还是俄国殖民者均有使用东北当地青红砖的情况,从样本来看,沙俄修筑的中东铁路建筑中,有362栋建筑采用了手工砖,占可测样本的34%,362栋采用手工砖的建筑中,有200栋采用规格近似260×130×60mm、260×130×50mm的手工红砖。苏联修筑的中东铁路建筑中,有5栋使用手工砖,共占可测样本的9.6%,规格近似250×120×60mm。日本建筑的满铁建筑有14栋样本使用手工青砖,占可测样本的3.4%。沙俄的手工砖占比高,通过文献的调阅发现,其主要原因有两方面。其一是因为天气因素,即使是采用机械制砖机和轮窑的中东铁路局哈尔滨顾乡屯直辖砖厂,仍建有136座露天烧砖窑,因为机制的土坯不能适应气候的异常变化,因此同时采用人工方法与机械方法同步进行,以保证冬季砖的产量[2]。其二是因为价格因素,传统制砖业技术和资金门槛低,容易快速生产,尽管质量不佳,但低廉的价格使其在日俄机制红砖倾销的夹缝中生存。伪满时期,青砖的采购量仍然很大,据伪满修缮需品局统计青砖价格1.285钱,轮窑红砖2.35钱,青砖比红砖要便宜近一半,1935年修建的伪满司法部甚至大量使用青砖[22]。在外来技术的强势冲击下,传统技术因适应性强,并没有被淘汰。
3.2采购与运输导致的误差
在调研中发现,中东铁路初建时使用了大量东北当地青砖,由于分段施工,新式砖厂集中于哈尔滨、大连等重要施工段,其他施工段就需要就地采购当地的砖材料,通过上文阐述,青砖可以确定由东北当地马蹄窑、馒头窑生产,其统计具有代表性,中东铁路全线沙俄样本中青砖建筑150栋,占总样本的25%,其中南线113栋,占南线样本的80.7%,主线37栋,占主线样本的8.2%。这说明南线比主线更容易获得青砖,通过分析,南线的39座等级车站大部分靠近东北城镇,容易获取青砖。主线的37个样本中,集中在西线的满沟(肇东)7栋、安达3栋、昂昂溪17栋、富拉尔基10栋,满沟和安达原有村屯,昂昂溪靠近省城齐齐哈尔,富拉尔基有嫩江河运之便,其他选取的主线站点则远离中国城镇,青砖供给少。此外,工程项目的跨国承包已极为频繁,比如1901年俄国修建大连“中央发电所”时,日本工学博士左藤成教等人承建了高66m,内径4.57m的烟囱,佐藤从日本三井物产大阪支店泉洲界和岸田两处购买红砖,并运输至大连港用于修筑烟囱,并于1902年4月建成。
据1931年版《中東鉄路年報》的数据统计,1926至1930年间中东铁路南部支线的各类砖输送量如(表格 4),而宽城子是中东铁路南部线的终点与满铁接续,通过对比数据1和3可知,砖由满铁向东铁单向输送,且1926-1927年间的用砖量很大,通过对比数据2、3可知,分别有484吨(约21万块)、1071吨(46万块)由满铁输送的砖用于南线建设,通过搜索数据库,现存有3栋苏联建筑采用230×110×60mm尺寸的机制红砖,分别为德惠中东铁路俱乐部增筑部分、德惠窑门中学(建于1926年)、宽城子中东铁路俱乐部(建于1926-1927年)[23],这些建筑均为大型公共建筑,与输送的砖量吻合,由此可知这些建筑采购了东京旧制红砖。而从数据2来看,部分东京旧制红砖输送到主线,如在安达发现1栋。此外1926-1927年间从哈尔滨输入南线的砖为110吨和303吨,从数据库中找到了7栋采用苏联标准红砖尺寸和15栋采用哈尔滨型标准红砖尺寸的建筑,其绝大部分为住宅,与用砖量吻合。
3.3技术的引进与制砖业的转手
虽然机制砖尺寸与所属国家在一定程度上具有可识别性,但在数据的分析中发现有10栋苏联修筑的中东铁路建筑采用了哈尔滨型标准红砖规格240×115×55mm,而哈尔滨吉黑榷运总局、同兴公司办公楼采用同兴窑业生产的红砖,该规格与德国薄砖标准(Duennformat)240×115×52.5mm接近[24]。
在中国人建的建筑中,有13栋建筑采用了东京旧制红砖规格230×110×60mm,包括沈阳东北大学建筑群和边业银行等,其由奉系军阀出资建设,红砖由官方参股的肇新窑业生产[14],文献记载肇新窑的厂主杜重远毕业于东京藏前高等工业学校窑业科,其聘请的日本技师多为其通过,并引进日本设备和技术[25],而肇新窑的机制砖与东京旧制红砖尺寸吻合,从而印证了设备的引进。
此外制砖企业也不断转手,比如1928年王兰亭收买中东铁路局哈尔滨顾乡屯直辖砖厂筹建“同兴窑”。而1931年以后,“同兴窑”,被日本改组为“同兴房产建筑株式会社”[26],1937年该会社所生产的红砖主要供给日本军部和满铁公司,1942年并入“福昌窑业公司”,像中东铁路局哈尔滨顾乡屯砖厂这样随着势力兴衰而几度易手的制砖业不胜枚举,实为当时东北三国势力角逐的缩影。另外发现新中国建国初期的建筑也有使用日系规格红砖的情况,如哈尔滨工业大学土木楼(1953年)、哈尔滨造船厂船务街41号、沈阳中国医科大学法学院(1953年)、辽宁大学马克思主义学院等建筑采用了日本标准红砖。这是因为建国初期仍沿用了日伪旧有的制砖设备所导致,以哈尔滨为例,建国初期的45%的红砖产量仍出自于14家日伪遗留砖厂[14],直到1953年末,哈尔滨第一、三、四砖瓦厂建成才结束这种情况[13]。由此可见,虽然对砖材料的尺寸、砌法、工艺的解码,可获得相对准确的历史信息,但会受到砖材料的移动与制砖技术转移的影响,所以在建筑的判别时应考虑当地的经济和社会环境。
4.测量砖尺寸的意义
4.1判别建筑的历史身份
大连胜利街35号的东清轮船公司原为俄国所建,但其实测采用230×110×60mm的东京旧制标准红砖,而非沙俄标准红砖尺寸,据《南满洲写真贴》记载该建筑在扩建日本桥时被拆除,后迁建于现位置,实则为重建,这就能重现该建筑的历史变迁[27]。
通过实测还发现了长春的满铁樱木寮、兴安寮,杏花寮等历史建筑,均采用尺寸为230×110×60mm的东京旧制标准红砖,其中杏花寮是远藤新在1940年设计的“新京高等女学校”宿舍[28],在《続?生き続ける建築―3 遠藤新》的远藤新作品中并未标明现存,由此揭开了这栋已废弃建筑的真实历史身份。
除此之外,还可通过尺寸鉴别制造商,比如哈尔滨的吉黑榷运总局、同兴公司办公楼等采用240×115×55mm规格的机制红砖。通过查阅文献得知同兴公司主营砖瓦销售、房产建筑,与同兴窑业是一家公司,而黑榷运总局的承建人王兰亭为同兴窑股东[29],可得知同兴窑业的机制红砖尺寸。
4.2还原建筑的增改建过程
在对大连满铁本社的实测中发现,这五栋建筑都采用了古典主义建筑风格,却采用了两种规格的红砖,其中红色部分的西馆采用了规格为270×130×65mm的机制红砖,与沙俄旧制红砖尺寸相符,黄色部分的东馆采用规格为230×110×60mm的机制红砖,与东京旧制红砖尺寸吻合,判断西馆为俄国人所建,东馆为日本人所建。通过历史文献、照片、图纸等多重证据的梳理,得出黄色部分的西馆建于1903年,为沙俄统治时期的大连沙俄商业学校。1904年日军接管作为关东陆军仓库大连支库办公楼使用,1907年满铁迁入作为满铁本社,由于建筑面积局促,1908年12月仿照原建筑风格建成东馆,后续有加建了中部的主楼,也佐证红砖鉴别的结果。
4.3“统一度量衡”的历史过程
东北的各系红砖尺寸因度量衡差异而有所不同。沙俄采用俄制度量衡,以维尔勺克(俄寸)度量俄制红砖尺寸,俄制红砖规格为6俄寸×3俄寸×1.5俄寸=267×133.5×66.75mm(1俄寸вершка=4.45cm)[30]。日本以“尺贯法”作为度量衡,于1875年8月5日颁布太政官第一三五号《度量衡取缔条例》,以日寸度量红砖尺寸,东京旧制红砖尺寸为7.5日寸×3.6日寸×2日寸=232.5×111.6×61mm(1寸=3.1cm)[31]。东北当地的度量衡延用清末的“营造尺库平制”,(1寸=3.2cm),手工砖以寸作为度量单位,虽然1920年民国政府全面改用公制,但因工业体系薄弱,制砖设备需从多国引进,规格并无统一标准,不受本国度量衡约束。
1875年5月20日在法国举行国际权度会议,包括沙俄在内的17国签署了《米制公约》(Treaty of the Meter),以协调国际单位制,推行米制成为万国公制[32],日本于1886年4月16日加入《米制公约》,1891年3月23日颁布法律第三号《度量衡法》,将米制纳入尺贯法换算体系[32]。1915年6月北洋政府公布《权度法》,“权度以万国权度公会所制定铂铱公尺、公斤原器为标准”。为照顾各地传统习惯,仍保留旧制,新旧两制同时使用。受此影响,各国红砖向公制取整,沙俄旧型红砖取整为270×130×65mm,东京旧型红砖取整为230×110×60mm[16]。
1917年以后,因一战中参战国间度量衡不统一,造成协作不便,于是英国掀起工业标准化浪潮,各国逐渐废止本国度量衡,随之而来的以旧度量衡为基准的制红砖规格被废止。苏联于1918年颁布“实用国际十进制度量制”法令,到1924年彻底废除俄制测量单位,改用与奥地利一致的苏联标准250×120×65mm,日本于1921年4月11日颁布法律第七十一号《度量衡改正法案》,计划以米突法统一国内度量衡[33]并改用日本标准红砖210×100×60mm。
5.结语
通过文章的论述可以得出标准机制红砖规格的差异背后,与社会变革、政权更迭、等诸多因素息息相关,同时也是不同国家的工业体系标准、度量衡之间的差异所导致的,这对近代建筑的甄别、断代和保护历史建筑意义很大,然而在近代建筑的修复和改造中,红砖的原真性往往被忽视,甚至进行换砖,就好像锈迹斑驳的青铜器被漆上了金漆,历史建筑成为了仿古建筑,所以应将历史红砖尺寸的原真性提升到重要地位,不得随意替换旧有红砖,迫不得已时也应采用相同尺寸和工艺的替代品,这是因为红砖尺寸真切反应了当时的建筑、社会、历史、考古和材料状况,可以说小小的红砖尺寸背后,是近代社会思潮、建筑思潮、工业思潮变革的微观写照。
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