第四节 中国古建筑中的建筑尺度体系
建筑设计标准化在我国的出现应不晚于隋唐时期，在现存的唐代建筑五台山佛光寺大殿中就已经表现出“以材为祖”的特征。设计标准化的具体表现之一就是在设计及施工中采用了“模数”。这有利于缩短设计和施工的周期，从而达到提高劳动生产效率、避免材料浪费和降低工程造价的目的。
一、模数
模数是选定的尺寸单位，以作为建筑设计中尺度协调的增值单位。现代建筑设计中常采用三种模数，即基本模数、扩大模数和分模数。
基本模数的数值规定为100mm，符号是M，主要应用于建筑物的层高、门窗洞口和构配件截面。
扩大模数是基本模数的整倍数。其中，水平扩大模数的基数为3M、6M、12M、15M、30M、60M共6个，其相应的尺寸分别为300mm、600mm、1200mm、1500mm、3000mm、6000mm作为建筑参数。竖向扩大模数的基数为3M、6M，其相应的尺寸分别为300mm、600mm。作为建筑参数，扩大模数主要应用于建筑物开间、进深（柱距与跨度）、层高、构配件截面尺寸及门窗洞口。
分模数指整数除基本模数的数值。分模数的基数为1/10M、1/5M、1/2M共3个，其相应尺寸分别为10mm、20mm、50mm。分模数主要应用于建筑缝隙、构造节点和构配件截面等。建筑模数系列详见表1-3。
表1-3 建筑模数系列 单位：mm
二、宋《营造法式》时期的建筑尺度体系
1.营造尺制
营造尺是历代工部依据律尺颁布的用于土木营造的标准用尺，历代官方宫殿建筑、衙署、寺观和民宅府第基本以此为准。中国古代营造尺长随着历史的发展呈不断增加的现象，详见表1-4。
表1-4 中国历代营造尺长一览表
注：1.参看吴承洛编，《中国度量衡史》，上海：商务印书馆，1937年。
2.参看丘光明编，《中国历代度量衡考》，北京：科学出版社，1992年。
宋《营造法式》共记述了壕寨、石作、大木作、小木作、雕作、旋作、锯作、竹作、瓦作、泥作、彩画作、砖作、窑作13个工种制度。除了大木作外其他诸作均采用营造尺制。如《营造法式》第三卷壕寨制度中规定“筑墙之制：每墙厚三尺，则高九尺；其上斜收，比厚减半。若高增三尺，则厚加一尺；减亦如之”。在石作制度中规定“造柱础之制：其方倍柱之径。方一尺四寸以下者，每方一尺，厚八寸；方三尺以上者，厚减方之半；方四尺以上者，以厚三尺为率。若造覆盆，每方一尺，覆盆高一寸；每覆盆高一寸，盆唇厚一分。如仰覆莲华，其高加覆盆一倍”。这里所指的尺寸就是宋代的营造尺。从表1-4中我们可以看出，1宋营造尺，折算为现代尺寸约为31.2cm。
2.材分制
（1）材、分、栔的概念
①材。材是宋官式建筑使用的基本模数，以单栱或素方用料的断面尺寸为一材，标准材的高宽比为3∶2，材的实质是构件用料的截面形态，如当构件截面高为15分、宽为10分则称为单材，并不包含具体尺寸，材的具体尺寸根据用材的等级而定。
②分。分是与材联系的最小尺度单位。《营造法式》中将材高划分为15份，材宽划分为10份，每一份称为一分。分的具体尺寸也要根据用材的等级而定。
③栔。单纯用材作为衡量建筑物及其构件的单位还不够灵活，《营造法式》中又将两层斗栱之间填充的断面尺寸定为一“栔”，并规定一栔高为6分，宽为4分。
④足材。一单材加一栔称为足材。
材、分、栔的概念详见图1-2。
图1-2 材、分、栔的概念
（2）“以材为祖”的模数思想和材分八等的技术规范 宋《营造法式·大木作制度一》中指出“凡构屋之制，皆以材为祖。材有八等，度屋之大小，因而用之”。就是说，房屋的设计、建造，在任何情况下都要以材作为最基本的依据，并规定材划分为八个等级，设计者、施工者可以根据所建房屋的大小，选用相应的用材等级。详见图1-3和表1-5。
图1-3 宋《营造法式》材分八等之图示（单位：宋营造尺）
表1-5 材分八等的技术规范
注：本表中寸指的是宋代营造尺长，1寸约合31.2mm。
从图1-3和表1-5中我们可以看出，八个等级尺寸并不是完全按照等差级数递减的，而是大致分为三组，第一组包括一、二、三等材，每等材之间高度相差0.75寸，宽度相差0.5寸；第二组为四、五、六等材，每等材之间高度相差0.6寸，宽度相差0.4寸；第三组包括七、八等材，两者之间高度相差0.75寸，宽度相差0.5寸。第一组主要适用于殿阁类大型房屋，第二组主要适用于厅堂类的中型房屋，第三类主要适用于附属建筑及装饰装修，如小亭榭及殿内藻井等。另外在同一建筑中也可以通过选择不同的材分等级，来控制各部分的用材尺度，比如说带有副阶的大殿，其副阶用材，《营造法式》就规定“减殿身一等”，即副阶用材比殿身低一级。
（3）材分制的模数表现 宋《营造法式·大木作制度一》中指出“凡屋宇之高深，名物之短长，曲直举折之势，规矩绳墨之宜，皆以所用材之分，以为制度焉”。即房屋的间广、进深、柱高、举高，各构件的尺寸与形状都是以用材制度作为依据的。以柱、梁、槫、椽为例，详见表1-6。
表1-6 材分制在建筑构件尺度度量上的应用
三、清《工程做法则例》时期的建筑尺度体系
1.营造尺制
清营造尺制适用范围如下。
①大式带斗栱建筑中，除去房屋面阔、进深、大木及斗栱构件外的其他构件的度量。
②大式不带斗栱的建筑及小式建筑中，房屋面阔、进深及各构件的度量。如：在《工程做法则例》卷二十四中，对七檩小式大木做法的描述：“凡檐柱以面阔十分之八定高低，十分之七定寸径。如面阔一丈五寸，得柱高八尺四寸，径七寸三分。”
上述内容列出计算式则为：
檐柱高=8/10面阔（单位为尺）， 檐柱径=7/10面阔（单位为寸）
将面阔尺寸10.5尺。代入上式得：
檐柱高=8/10×10.5=8.4（尺）
檐柱径=7/10×10.5=7.35（寸）
另外应注意的是，在无斗栱的建筑体系中，还存在以柱高和柱径为模数的现象。一般以檐柱高和檐柱径为基本模数，通常用“H”和“D”来表示，例如：小式建筑的台明高度一般为1/5檐柱高，上檐出一般为3/10檐柱高，下檐出为上檐出的4/5或2.4倍的檐柱径。再如：金柱柱径为檐柱径加1寸或2寸，落在金柱上的五架梁梁宽为金柱柱径加2寸。檩径与檐柱径相同等。
1 清营造尺，折算为现代尺寸为32.00cm左右。
2.斗口制
（1）斗口制的含义 在有斗栱的建筑中，以平身科斗栱安装头翘的卯口宽度（1斗口）作为模数，来衡量建筑的面阔、进深、大木构件及斗栱构件等尺度。
（2）斗口用材分十一等的技术规范 按照清工部《工程做法则例》的规定，斗口分为十一等，自1寸到6寸，等差为0.5寸，视建筑规模而选用，详见图1-4和表1-7。实际使用的斗口大都在四等（4.5寸）以下如城楼、角楼建筑，最大用到四等材，一般房屋用材不过七、八等材，垂花门、亭榭建筑多为九、十等材。
图1-4 清工部《工程做法则例》材分十一等图示
表1-7 斗口用材分十一等的技术规范
注：1清营造尺=32cm。
（3）斗口制的模数表现
①构件尺寸的确定。清工部《工程做法则例》中规定：以斗口为模数的建筑及其檐柱之高（自柱顶石上皮至挑檐桁下皮）为70 斗口，檐柱直径规定为6 斗口。以檐柱径为推算其他构件断面的依据，如：金柱径为檐柱径加2 寸，金柱之上的七架梁厚为金柱径加2 寸，梁高为1.2 倍的梁厚，其上各架梁之高厚为下架梁高厚各减2寸。这里加2寸为常数，乘1.2为固定系数。
②建筑面阔、进深尺寸的确定。在有斗栱的大式建筑中，房屋的平面尺寸包括各间的面阔、进深，都视所含攒档数而定（攒档是指二攒斗栱中至中的距离，清制规定为11斗口，也有少数建筑为12斗口），每座用斗栱的建筑都要视其性质、规模先选定所用斗口的等级，再根据斗口的实际宽度和具体的尺寸、攒档数换算出建筑的平面、立面和构件的实际尺寸。例如：清工部《工程做法则例》卷一对九檩庑殿的规定：“凡面阔、进深，以斗科攒数而定，每攒以口数十一份定宽。如斗口二寸五分，以科中分算，得斗科每攒宽二尺七寸五分，如面阔用平身斗科六攒，加两边柱头科各半攒，共斗科七攒，得面阔一丈九尺二寸五分。”这段话说明了在清代官式做法中，当选择了斗口用材等级后，如何求得九檩庑殿建筑某一开间面阔的方法，具体可以分为以下三步。
第一步，求每攒斗栱的宽度尺寸，按照斗栱中至中的距离进行计算，本例中1斗口用材尺寸为2.5寸，则一攒斗栱的宽度尺寸为：11×2.5=27.5（寸）；
第二步，求开间中斗栱的攒数，包括平身科斗栱和柱头科斗栱。柱头科斗栱在每一开间中，左右各算半攒斗栱，合计为1攒，则此例中斗栱攒数为：6+1/2+1/2=7（攒）；
第三步，求面阔尺寸，以斗栱攒数乘以每攒斗栱的宽度即可获得，则本例中面阔尺寸为：7×27.5=192.5（寸）。