何國(guó)衛(wèi)

泉州南宋海船船殼的多重板魚鱗式搭接技術(shù)*

何國(guó)衛(wèi)

〔摘要〕木船船殼結(jié)構(gòu)有單層板順板式、單層板魚鱗式、多重板順板式和多重板魚鱗式等四種搭接形式，都有出土古沉船佐證。不同的船殼結(jié)構(gòu)形式各具技術(shù)特點(diǎn)，泉州南宋海船船殼結(jié)構(gòu)集雙、三重板工藝和魚鱗式搭接技術(shù)于一身，具有很高的研究?jī)r(jià)值，特顯珍貴。

〔關(guān)鍵詞〕木船船殼多重板魚鱗式搭接泉州南宋海船

船舶是海上交通工具，造船技術(shù)與海上交通互為促進(jìn)，造船技術(shù)水平是海上交通發(fā)展程度的重要體現(xiàn)之一。出土(水)古船最直觀、最可靠和最能反映當(dāng)時(shí)的船舶技術(shù)水平，它是研究古船技術(shù)的實(shí)物資料，它的研究?jī)r(jià)值不言而喻。1974年夏，在福建省泉州灣后渚港出土的一艘南宋海船正值元太祖元年(南宋慶元十一年)到南宋祥興二年滅亡(元至元十五年)，時(shí)跨73年的宋元交替時(shí)期。泉州宋代海船船殼的多重板魚鱗搭接技術(shù)反映出宋元交替時(shí)期一個(gè)高超的造船工藝，為海上交通的運(yùn)輸船舶提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

一、泉州出土南宋海船

泉州南宋海船(以下簡(jiǎn)稱泉州船)出土?xí)r，船體上部結(jié)構(gòu)已損壞無(wú)存，僅殘留船底部分，在船首部位殘有部分的艏柱和底板?！按碇胁康住⑾蟼?cè)板和水密艙壁保存較完好。艙底座和船底板也較好地保存下來(lái)?！?泉州灣宋代海船發(fā)掘報(bào)告編寫組：《泉州灣宋代海船發(fā)掘簡(jiǎn)報(bào)》，載《文物》1975年第10期，第1-8頁(yè)。(圖1)

圖1泉州南宋海船出土現(xiàn)場(chǎng)

古船殘骸長(zhǎng)24.20米，寬9.15米，深1.98米。復(fù)原后的泉州宋代海船的主要尺度為*席龍飛、何國(guó)衛(wèi)：《對(duì)泉州灣出土的宋代海船及其復(fù)原尺度的探討》，載《中國(guó)造船》1979年第2期，第117頁(yè)；福建省泉州海外交通史博物館編：《泉州灣宋代海船發(fā)掘與研究》，海洋出版社，1987年，第94頁(yè)。：船長(zhǎng)30.0米、甲板寬10.5米、型深5.0米、吃水3.75米、排水量454噸、方形系數(shù)0.44。

泉州船的船面短而寬并且船底尖而瘦的船型呈現(xiàn)了歷史的真實(shí)，它的長(zhǎng)寬比很小只有2.857，強(qiáng)有力地打消了許多學(xué)者曾對(duì)明代鄭和寶船長(zhǎng)寬比只有2.466的疑慮。泉州船采用了具有艙壁周邊肋骨和流水孔的水密艙壁、構(gòu)件縱向端接的“直角同口”連接形式、以及它的可眠船桅、升降舵、釘連和捻縫等技術(shù)，更為突出的是泉州船船殼的多重板魚鱗式搭接技術(shù)，它為中國(guó)古船船殼連接工藝提供了極為罕見的實(shí)物資料，值得深入研究。

船殼是由長(zhǎng)條木板拼裝連接而成的，船殼結(jié)構(gòu)的連接可分為單層板和多重(二層及以上的)板，就其搭接形式又可各自分為魚鱗式搭接和順板式搭接二種。船殼魚鱗式搭接的特點(diǎn)是搭接斷面處的上列板外側(cè)面位于下列板外側(cè)面的外側(cè)，上下板列斷面形成鋸齒形的臺(tái)階，形同魚鱗故稱魚鱗式搭接。若搭接縫與搭接的板面呈光順平滑的連接，相對(duì)于魚鱗式搭接而言，筆者稱其為順板式搭接，以便討論。

因此，船殼結(jié)構(gòu)有單層板順板式搭接、單層板魚鱗式搭接、多重板順板式搭接和多重板魚鱗式搭接等四種形式。

二、單層板船殼的搭接結(jié)構(gòu)

(一)單層板船殼的順板式搭接結(jié)構(gòu)

船殼的單層板連接是指船殼板為單層的連接，所稱單層板順板式搭接是指連接后的船殼板呈光順板面的搭接形式。

單層板順板式搭接的長(zhǎng)板條的邊接縫通常有直角縫、蓑衣縫和企口縫等形式。直角縫，是木板料鄰邊裁成彼此吻合的直角缺口咬合縫(圖2)；平合縫，是橫向上下拼合的木板，鄰邊裁成互為直面或斜面搭接拼合縫，斜面搭接的能使雨水不致流入里面，可起到類似蓑衣防雨的作用，故又稱蓑衣縫(圖3)；企口縫，是木板料鄰邊裁成凸凹咬合的縫(圖4)，它的連接強(qiáng)度為三者之最。

圖2　直角縫

圖3　蓑衣縫

圖4　企口縫

因?yàn)槠胶峡p船殼板搭接的工藝簡(jiǎn)單所以用得最為普遍，例如“蓬萊I號(hào)”古船*席龍飛、頓賀：《蓬萊古戰(zhàn)船及其復(fù)原研究》，載《武漢水運(yùn)工程學(xué)院學(xué)報(bào)》1989第1期，第4頁(yè)。(圖5)、象山明代海船*寧波市文物考古研究所、象山縣文管會(huì)：《浙江象山明代海船的清理》，載《考古》1998第3期，第38頁(yè)。(圖6)等。

圖5　“蓬萊I號(hào)”中剖面結(jié)構(gòu)圖

圖6　象山古船第7號(hào)艙壁位橫剖面圖

(二)單層板船殼的魚鱗式搭接結(jié)構(gòu)

船殼單層板魚鱗式搭接結(jié)構(gòu)的“搭接形式可分為直平型搭接、下角型搭接、上角型搭接和斜平型搭接4種”*何國(guó)衛(wèi)：《蓬萊出土的三艘古代海船初探》，載席龍飛、蔡薇：《蓬萊古船國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)文集》，長(zhǎng)江出版社，2009年，第153頁(yè)。(圖7)。

圖7　單層板船殼的魚鱗式搭接形式(何國(guó)衛(wèi)繪)

1、直平型魚鱗式搭接是上列板里側(cè)下部與下列板外側(cè)上部的相疊搭接，它是最簡(jiǎn)單的搭接形式。

2、下角型魚鱗式搭接是上列板里側(cè)下部切割成角型的缺口與下列板外側(cè)上邊角對(duì)合。中國(guó)古船采用的是下角型搭接，1976年韓國(guó)新安出水的中國(guó)元代海船稱為新安船就是實(shí)例*[韓]Lee Chang-Euk(李昌憶)：A Study on the Sructural and Fluid Characteristics of a Rabbetted Clinker Type Ship(The Sunken Ship Saluaged off Shinan)，Proceedings of International Conference on the History of Sailing Ships，1991年，中國(guó)上海，第154-168頁(yè)。(圖8)。

圖8　新安船中剖面結(jié)構(gòu)(采自李昌憶)

筆者在考察2010年山東菏澤出土的菏澤元代沉船時(shí)發(fā)現(xiàn)，它的船側(cè)外板也有采用下角型魚鱗式搭接。該船的船側(cè)上部左右各有4列魚鱗式搭接，其下側(cè)板和船底板都是順板式直角縫搭接(圖9)。

圖9　菏澤元代沉船橫剖面圖

3、上角型魚鱗式搭接是下列板外側(cè)上部切割成角型的缺口與上列板里側(cè)下邊角對(duì)合。韓國(guó)古船通常采用上角型搭接，韓國(guó)的莞島船*[韓]金在瑾：《莞島海底沉船船體》，載《船史研究》1994年第7期。和達(dá)里島船都是如此(圖10)，被認(rèn)為韓國(guó)沉船的蓬萊三號(hào)船也是不例外地“外板采用魚鱗式搭接”*汪敏、席龍飛、龔昌奇：《蓬萊三號(hào)古船的型線測(cè)繪與復(fù)原研究》，載山東省文物考古研究所、煙臺(tái)市博物館、蓬萊市文物局編：《蓬萊古船》，文物出版社， 2006年，第114頁(yè)。，它的上角型外板搭接是韓國(guó)古船典型特點(diǎn)之一(圖11)。

圖10　莞島船中橫剖面圖

圖11　“蓬萊3號(hào)”橫剖面圖

4、斜平型魚鱗式搭接是下列板的外側(cè)上邊和上列板的里側(cè)下邊都切有一段斜面，上、下列板以該斜面對(duì)合，斜平型搭接在日本古船上有見(圖12)。

圖12　17世紀(jì)的某日本船結(jié)構(gòu)示意圖

三、多重板船殼的魚鱗式搭接結(jié)構(gòu)

(一)中國(guó)古船的多重板船殼

中國(guó)古船的船殼結(jié)構(gòu)有單層的也有多重的，多重板船殼已由出土沉船得到證實(shí)，例如，泉州船的船殼就是采用二、三重板。

多重板船殼也有順板式和魚鱗式兩種搭接結(jié)構(gòu)，泉州灣出土的宋代海船是采用多重板魚鱗式搭接的船殼，而清代“小白礁I號(hào)”沉船的船殼就是里外兩層貼合而成的順板式搭接。

清代“小白礁Ⅰ號(hào)”船殼的“外板寬170-330mm，為二重板結(jié)構(gòu)，內(nèi)層板厚48-52mm，外層板厚17-20mm，……在外層板與內(nèi)層板之間夾一道防水層，層厚3-7mm，初步觀察，防水層用的是某種樹木葉或植物皮纖維(應(yīng)不是干竹葉、也不是棕櫚樹葉或皮，有可能為劍麻葉，有待于鑒定)，防水纖維上涂抹一種帶黏性較透明的略呈紅色的材料(可能是某種樹汁)”。*頓賀：《“小白礁I號(hào)”古船研究》，載《首屆“水下考古·寧波論壇”論文匯編》，2014年10月，第217-218頁(yè)。(圖13)內(nèi)外層板之間防水層填塞物究竟是何物？起何作用？目前還沒有研究結(jié)論。還有學(xué)者說(shuō)到，在“南海I號(hào)”宋代沉船發(fā)現(xiàn)設(shè)有3層外板，“華光礁I號(hào)”宋代沉船建有5層外板，但未見公開發(fā)表的相關(guān)資料，筆者尚不知其詳，期盼有日一睹真容后再作研究。

圖13　清代“小白礁I號(hào)”二層船殼板圖

盡管也有學(xué)者認(rèn)為“小白礁1號(hào)”可能是一艘外國(guó)古沉船，但筆者依沉船存在著諸多的中國(guó)古船元素為據(jù)，以為它屬中國(guó)古船的可能性最大。

史籍中關(guān)于多重板船殼技術(shù)也不乏記載，《馬可·波羅行記》就有“船用好鐵釘結(jié)合，有二重板疊加于上”*馮承鈞譯：《馬可·波羅行紀(jì)》，商務(wù)印書館，1936年，第620頁(yè)。的記載。明朝出使琉球國(guó)副使高澄的《操舟記》中載有：“蓋海船之底板不貴厚，而層必用雙，每層計(jì)木板三寸五分，各固以鐵釘，捻以麻灰。不幸而遇礁石，庶乎一層敝而一層存也。”*蕭崇業(yè)：《使琉球錄》，《臺(tái)灣文獻(xiàn)叢刊》第287種《使琉球錄三種》，臺(tái)灣銀行經(jīng)濟(jì)研究室，1970年，第90-93頁(yè)。本文轉(zhuǎn)引自國(guó)家博物館水下考古中心、福建師大歷史系鄭和研究小組、福州市文物考古工作隊(duì)編：《明代福州建造冊(cè)封舟(寶船)資料匯編》，2003年12月25日?！恶R可·波羅行記》還記有：“此種船舶，每年修理一次，加厚板一層，其板刨光涂油，結(jié)合于原有船板之上，……應(yīng)知此每年或必要時(shí)增加之板，只能在數(shù)年間為之，至船壁有六板厚時(shí)遂止。蓋逾此限度以外，不復(fù)加板，業(yè)已厚有六板之船，不復(fù)航行大海，僅供沿岸航行之用，至其不能航行之時(shí)，然后卸之。”*馮承鈞譯：《馬可·波羅行紀(jì)》，上海書店出版社，2000年，第381頁(yè)。

《操舟記》所言僅指“底板……用雙”并未涉及船側(cè)板；《馬可·波羅行記》所記的“每年修理一次，加厚板一層”，似指每年維修的逐年加層，“厚有六板之船”并非該船建造時(shí)就裝有六重板的。但不管怎樣，上列出土沉船和史料所記的都不是單層板船殼是確實(shí)無(wú)疑的。

(二)多重板船殼的魚鱗式搭接結(jié)構(gòu)

泉州灣出土的宋代海船船殼是采用二、三重板魚鱗式搭接技術(shù)，它具有兩個(gè)特點(diǎn)，其一是船殼板既有二重板(二列板貼合)也有三重板(三列板貼合)，船底由二重板三列與其上的三重板過(guò)渡相連；其二，船殼板采用魚鱗式的排列，形成魚鱗式搭接形式?？梢姡轂吵鐾恋乃未４瑲ぐ褰Y(jié)構(gòu)是多重板并魚鱗式搭接，到目前為止，出土古船中是唯一的(圖14、15)。鑒于泉州宋代海船出土殘存有限，船殼板只見五列重板，其上至舷側(cè)頂部的殼板還是重板嗎？如是，那么該是三重板還是二重板？或是逐步過(guò)渡到多重順板式搭接？多重板與大之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系如何？泉州船的殘存沒能顯示，筆者也無(wú)法做出推測(cè)，有待其他沉船的發(fā)現(xiàn)。船體比較完整的“南海I號(hào)”一旦顯露其詳，可能會(huì)給出回答，這正是所期待的。

圖14　泉州南宋海船橫剖面結(jié)構(gòu)測(cè)繪草圖(局部)

圖15　泉州南宋海船船殼的三重板結(jié)構(gòu)

以上的船殼板結(jié)構(gòu)搭接形式及其佐證的出土古船見下表所示：

中國(guó)古沉船船殼結(jié)構(gòu)形式表

從出土古船和文獻(xiàn)記載，中國(guó)古船船殼出現(xiàn)多重板和魚鱗式搭接結(jié)構(gòu)最遲不晚于宋代，但出土古船表明宋元時(shí)期的船殼多重板和魚鱗式搭接結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛采用，在工藝技術(shù)上已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒?，因此，多重板和魚鱗式搭接結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)年代往前推的可能性是很大的，期待史料的新發(fā)現(xiàn)。

四、多重板和魚鱗式搭接結(jié)構(gòu)的技術(shù)分析

對(duì)多重板和魚鱗式搭接結(jié)構(gòu)的幾點(diǎn)技術(shù)分析。

(一)重板的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

直觀知識(shí)告訴我們，當(dāng)用單層板制作的船殼太厚時(shí)，則厚板的彎曲加工絕非易事，若對(duì)厚板加以強(qiáng)力彎曲加工會(huì)使板材產(chǎn)生殘留應(yīng)力而有損于強(qiáng)度。采用多重薄板來(lái)構(gòu)成厚船殼是非常有效的工藝，例如泉州船三重板的總厚度約為180毫米，若用一層同樣厚度的厚板制作顯然是不合適的。

至于多重板船殼具有很高的防止船外水滲透的能力和對(duì)船殼有效的保護(hù)作用是再清楚不過(guò)的了。當(dāng)然，若采用雙重、三重板，則要求加工工藝十分精細(xì)，使兩層板之間不留空隙，以避免和減緩腐蝕，這也佐證了宋代多重板的高超技藝。多重板技術(shù)很有效地滿足了船舶大型化對(duì)船殼厚度增加的需要，是對(duì)海上交通發(fā)展的重大促進(jìn)。

(二)魚鱗式搭接結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

其一，搭接處的總板厚為兩列搭接板板厚之和，它大于連接板的厚度，這就形成了如同在船殼縱向加裝了加厚的板條，成了船殼板的縱向筋材，其作用相當(dāng)于鋼船船殼板架的縱骨，提高了船殼板架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；

其二，魚鱗式搭接結(jié)構(gòu)使船殼外表面成縱向的鋸齒形面，它增大了船舶橫搖阻力，從而減小船舶搖擺幅度。

(三)船殼單層板魚鱗式搭接結(jié)構(gòu)的比較

船殼單層板魚鱗式搭接結(jié)構(gòu)的直平型、下角型、上角型和斜平型四種搭接形式中，除了直平型外，搭接結(jié)構(gòu)是由上下兩列板的板邊以平面或斜面或角口面等形式搭接。上列板的外側(cè)位于下列板的外側(cè)之外形成魚鱗狀搭接，搭接面處用釘釘連，下列板能以其本體直接支撐其上一列板。而直平型搭接不存在上下板列的本體支撐關(guān)系，它只得靠上下兩列板的板面重疊部分的面積，用鐵釘垂直釘入板面達(dá)到釘連的目的。下列板對(duì)上列板的支撐全靠鐵釘承受的剪切力來(lái)實(shí)現(xiàn)，欲增搭接強(qiáng)度，勢(shì)必要加大板面重疊部分的面積，以便能較多地布釘鐵釘。這樣就會(huì)增多船板用料，所以古代海船少見采用直平型搭接。不過(guò)，直平型搭接板列邊緣的加工精度要求不高的優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的。

(四)多重板與單層板船殼的魚鱗式搭接比較

多重板魚鱗式搭接形式與常見的單層板船殼的魚鱗式搭接形式不盡相同。泉州船的多重板船殼結(jié)構(gòu)與魚鱗式搭接的上下板列，不存在下列板的上邊緣端面對(duì)上列板的下邊緣端面的直接支撐。(圖14)

泉州船船殼靠近龍骨的三列二重板結(jié)構(gòu)，是由下列板的外側(cè)面上部和上列板的內(nèi)側(cè)面下部互相疊合并釘連。它如同直平型魚鱗式搭接，只不過(guò)，兩種板列搭接寬度有本質(zhì)的不同：直平型魚鱗式搭接寬度很小，通常只夠釘1-2排鐵釘?shù)奈恢?，而泉州船的二重板，其板列搭接寬度必須略大于該列板寬度的一半，也就是說(shuō)，每一板列的里側(cè)與其下列板的外側(cè)，和該列板的外側(cè)與其上列板的里側(cè)，分別有略大于該列板寬度一半的搭接面積。這樣板列就有足夠的釘鐵釘位置，就可以依靠鐵釘將互相疊合的船板牢固地釘連在一起，從而有效地起到承受對(duì)上一列板的支撐作用，同時(shí)它與隔艙板釘固，確保了船殼的強(qiáng)度。至于該三列二重板上面的三重板的搭接，只是在同樣的二重板之間加疊一層寬度略大于其板列寬度之半的板列，其思妙不可言。

首現(xiàn)的泉州南宋時(shí)代海船船殼結(jié)構(gòu)，集雙、三重板工藝和魚鱗式搭接技術(shù)于一身，更顯其珍貴，再連同泉州沉船所顯露的眾多古船技術(shù)，無(wú)不說(shuō)明它在中國(guó)古代造船史研究中的獨(dú)特地位和價(jià)值所在。

五、結(jié)論

由上論述可得如下結(jié)論：

1、船殼結(jié)構(gòu)有單層板順板式搭接、單層板魚鱗式搭接、多重板順板式搭接和多重板魚鱗式搭接等四種形式。

2、中國(guó)古船船殼的重板結(jié)構(gòu)和魚鱗式搭接技術(shù)已被出土古船和文獻(xiàn)所證實(shí)并互為映證。

3、通過(guò)多重板和魚鱗式搭接結(jié)構(gòu)的技術(shù)分析，反映出中國(guó)古代造船技術(shù)的先進(jìn)性。

4、從出土古船和文獻(xiàn)記載，中國(guó)古船船殼出現(xiàn)多重板和魚鱗式搭接結(jié)構(gòu)最遲不晚于宋代。

5、首現(xiàn)的泉州南宋海船船殼結(jié)構(gòu)是多重板并魚鱗式搭接，到目前為止是出土古船中唯一的。集多重板工藝和魚鱗式搭接技術(shù)于一身的泉州船船殼板結(jié)構(gòu)因其極高的研究?jī)r(jià)值而更顯珍貴。

作者何國(guó)衛(wèi)：中國(guó)船級(jí)社武漢規(guī)范研究所教授級(jí)高級(jí)工程師(武漢：430022)

Abstract:The excavated shipwrecks demonstrate the four lapping structures of the wooden ship hull, namely, the single-plank straight lapping, the single-plank scale-like lapping, the multi-plank straight lapping and the multi-plank scale-like lapping, each of which has its own advantages. The ocean-going boat in the Southern-Song Dynasty Quanzhou was built with double-plank and triple-plank hull of the scale-lapped structure, which is worth researching.

Keywords:Wooden Hull; Multiple Planks; Scale-like Lapping; the Ocean-going Boat in the Southern-Song Dynasty Quanzhou

*本文為2015年“宋元交替時(shí)期東南沿海的海上交通”學(xué)術(shù)研討會(huì)參會(huì)論文。