中国古代建筑模数制的发展及演化规律

中国古代建筑模数制的发展及演化规律

　　东莞古建筑鉴赏,古建筑欣赏课,文化建设有哪些中国古代建筑模数制作为一种生产、设计方法,与中国古代建筑性质相适应,是中国古代建筑技术发展的必然。中国古代建筑预制拼装的构成和生产方式,决定了中国古代模数制的基本属性为规格化与标准化,即以材料加工与构件生产的规格化和标准化,配合生产施工中的“预制”和“装配”的要求。

　　事物的发展有其自身的规律和逻辑性,且前后承续,彼此关联,使得事物之间不再是孤立的存在,而是相互依存的发展。中国古代模数制的发展亦然,虽然历史现象远较分析推理复杂得多,但作为分析探讨,则力图把握住其主脉和基本特点,总结其发展的大致规律和逻辑过程,并希望能够接近和反映真实的历史过程。

　　历史上建筑模数制的发展在各时期具有不同的特色和变化,分析中国古代建筑模数制演化的大致趋势和倾向,模数方法的变化与模数程度的变化是其两个主要方面。由此引出部分与整体关系的两层含义,其一指模数设计方法上的部分与整体之间的主从关系及其变化，其二指模数程度上的部分模数化与整体模数化之间的演化关系。

　　作为一种设计方法,中国古代模数制的特色充分表现在把握部分与整体的关系上,其基本思想及方法,即在于以单元基准权衡和把握整体与控制部分间的关系,形成了独特的部分与整体的比例观。

　　这种比例观念和原则,早在战国时代的井田制上就有体现。从以井田制把握社会人口,以建立社会整体秩序,到以条坊制建立都城整体结构,以把握都城的社会功能,再到模数化的建筑生产这一系列的体系构成中,都反映出这种以单元基准把握整体构成的观念。

　　所谓单元基准,即用以权衡其他相关部分尺寸和比例的度量单位或标准。这一概念最初应来自于整体的等分。先人从整体的等分上,得到了单元基准的概念,并进而以此单元基准作为设计、衡量和把握整体的方法。这种构成上对部分与整体关系的认识和把握,表现了中国古代传统的思维模式。

　　单元基准随对象而变,并相互关联。所谓整体是相对的概念,是针对一定的单元基准而言的。某一构成的整体,或许就是另一构成的单元。总之,模数化的部分与整体的关系,目的在于以单元基准建立起整体的构成关系,并以之控制部分之间的比例关系。

　　这种单元基准思想在建筑上的表现即是“以材为祖”的模数方法,然建筑模数制又有其自身的特色。建筑尺度构成模数化的意义,在于有序地组织部分与部分及部分与整体之间的比例关系,且部分与整体的关系及其演化,成为模数性质及设计技术变迁的一个重要标志。在部分与整体的关系上,隋唐以来的演化趋势是由整体到部分的方法转变为由部分到整体的方法,由此大致分出模数演化的前后两大阶段,即整体决定部分和部分支配整体这两个阶段。

　　由部分与整体的关系所区分的模数制演化的两大阶段,即整体决定部分和部分支配整体这两个阶段,其前后在思维方法上发生了根本的转变。

　　比较两大阶段的特色,前一阶段强调整体,注重整体的结构关系,设计方法上从整体到部分,整体决定部分,以整体优先为原则。后一阶段强调部分,注重局部的形式比例,设计方法上从部分到整体,部分支配整体,以部分优先为原则。就前后两阶段的变化概括而言,即前者由整体的分割而决定部分,后者由部分的重复而支配整体。前后两个阶段的模数思想及设计方法大不相同,这从一个侧面反映了设计技术变迁的过程。

　　模数化程度的变化是前后两个阶段的一个重要标志,以模数化程度衡量模数发展的这两个阶段,前者表现为构件模数化,也即部分模数化阶段后者表现为单体模数化,也即整体模数化阶段,前后两个阶段的变化,反映了模数技术发展由部分模数化到整体模数化的演化过程。也就是说,模数化的程度及其变化,伴随并对应于模数阶段的演化。

　　上述关于部分与整体关系转化的推演,下面将从开间尺度设定和梁架举折方法的变迁这两个方面试作论析。

　　地盘设计决定屋宇整体尺度的面阔和进深。具体到开间尺度的设定,随设计技术的变迁而有相应的变化。由文献记载及遗构分析可以看到,开间尺度构成经历了由整数尺开间到非整数尺开间的变化。

　　这一现象背后的意义何在？推析应在于计量单位的改变,即开间尺度构成单位由营造尺向模数尺的转变。其根本还在于设计方法的变迁,即在部分与整体的关系上,从整体决定部分到部分支配整体的转变。这一转变的契机是补间铺作的出现及其对开间尺度构成的制约。

　　自唐代出现补间铺作以后,朵当成为开间构成的要素,在开间与朵当的关系上,朵当渐由被动要素变为支配要素。开间尺度的设定,经历了从先开间后朵当到先朵当后开间的转变。前者由开间的分割而形成朵当,后者由朵当的重复而形成开间,开间尺度构成亦随之由营造尺转为模数尺。

　　非整数尺开间的出现与间广构成的模数化之间具有因果关联。开间尺度的整数与小数是相对的,其取决于计量基准的设定,也即其所用之尺是营造尺还是模数尺。

　　由营造尺计量所得的规整之数,在模数尺下则成零散小数,反之亦然。宋元以后非整数尺开间的出现,其实质即是间广构成趋于模数化的表现。作为部分的模数化朵当,支配了作为整体的开间尺度构成。在这个演化过程中,推测《营造法式》仍处于前一阶段的末期,而《工程做法》则是后一阶段成熟和典型的表现。

　　唐宋至明清建筑梁架尺度的设定与举折方法的变迁,亦是部分与整体关系变化的显著之例。其变化过程可概括为：宋式的先举后折（从整体到局部）与清式的先折后举（从局部到整体）。

　　同为梁架折面的构成方法,宋式举折与清式举架,表现出明显的整体优先和局部优先这两种方法的差别。宋式举折,先举后折,即先依梁架进深总跨度,确定梁架的总举高,然后由上至下,逐架折减,求得各缝椽位高度,形成曲折屋面；清式举架,先折后举,由下向上,逐架递加,即由檐步五举至脊步九举,求得各架檩位高度,由各架举高之和得到梁架的总举高。

　　在部分与整体的关系上,整体优先的方法,注重整体的尺度比例,由整体尺度比例人手,分割而形成部分的比例关系部分优先的方法,着眼于部分的尺度比例,由部分尺度比例人手,叠加而形成整体的比例关系。宋式举折,总的高跨比为整数,而每一椽架的高跨比为非整数；清式举架,总的高跨比为非整数,而每一步架的高跨比则成整数。

　　宋、清开间尺度设定以及举折方法的变迁,其内因和本质是一致的,即构成上部分与整体相互关系的转化。

　　木构建筑技术的模数化倾向和雏形,应很早就已产生,用材的规格化即可视作是模数化发展的起点,且随建筑技术的进步而发展和演化。根据现存遗构推析,南北朝至隋唐时期模数的方法已渐趋成熟,宋代更是一个成熟和转型的时期。作为宋代建筑技术官书的《营造法式》,反映了这一时期模数制的性质和特色。

　　如上文所述,建筑模数化的对象和范围可大致分作两个层次,即构件模数化与整体模数化,也即《营造法式》所谓的“名物之短长”与“屋宇之高深”（《大木作制度·材》）。这里需要讨论的是,在部分与整体的构成关系上,《营造法式》所处模数演化的阶段及其相应的特征。

　　《营造法式》卷四《大木作制度·材》：“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。”这一记述成为许多《营造法式》研究中据以推定《营造法式》模数化对象和程度的主要依据。若仅依字面理解,《营造法式》不仅构件尺度模数化,且已达到整体尺度模数化。然解读《营造法式》制度、功限内容并辅以宋代遗构的分析,似又未必如此。

　　就《营造法式》大木作制度内容的本身来看,其材分规定只限于构件,而未及建筑整体尺度如间广、架深和柱高；就宋代遗构尺度分析而言,间广、架深和柱高亦无明显的材分规定。相反,关于这一时期建筑的整体尺度,无论是《营造法式》的记述还是遗构分析,都表现出明显的直接以营造尺为单位的特色,两宋皇陵文献所记建筑整体尺度亦皆是直接取用营造尺。

　　由此推析,《营造法式》时期的模数化程度仅止于构件模数化阶段,尚未及整体尺度。《营造法式》制度中对于“屋宇之高深”这样重要的整体尺度未作材分规定,亦非遗漏,其原因或很简单,即“屋宇之高深”根本就不在材分模数直接规定的范围内。这在《营造法式》制度及功限行文记述中表现得十分清楚,即《营造法式》中凡言及间广、架深和举高等,皆以实际丈尺记之。

　　《营造法式》研究上,关于整体尺度看法的分歧,其实质即是关于《营造法式》模数化程度认识的分歧。认为屋宇整体尺度皆由材分规定的看法,或有可能夸大了材分模数的作用及其运用范围,这反而不利于准确把握当时的真实状况。实际上《营造法式》用材模数制度的根本目的,即在于控制木作构件功、料的经济目的,而不在于把握建筑整体尺度的设计目的。

　　从模数阶段性的角度认识《营造法式》,一些问题或就易于理解。如果我们承认《营造法式》模数制仍处于构件模数化阶段,那么,《营造法式》尺度计量上材分与尺丈并用现象的原因就变得清楚而不难解释了。也就是说,《营造法式》材分与尺丈并用,正符合《营造法式》所处的模数演化阶段的特色。由分析可见,《营造法式》木作制度中,独立构件的尺度皆以材分模数控制,而长料则以模数控制截面,长度直接取用营造尺。也就是说,材分与尺丈两种表记单位各有明确的对象性,即构件的尺寸以材分计,构材的长度对应间广、架深与柱高以尺丈计,同时这也吻合《营造法式》作为功料规范的性质。

　　从宋《营造法式》至清《工程做法》的发展,以模数化程度的角度而言,是构件模数化到单体模数化的演化过程。具体表现在两方面其一,原先《营造法式》中部分未模数化的构件,至《工程做法》中已全面模数化其二,由构件模数化演化为整座单体的模数化。相比较而言,《营造法式》的模数化程度远较《工程做法》为低,从《营造法式》建筑构件和节点的标准化设计与生产,发展至《工程做法》建筑单体的标准化设计与生产,表现了模数化程度的不断深化。

　　古代模数制的发展是一个渐进的过程,模数程度的提高和模数范围的扩大,即是模数制演进的两个主要方面。

　　其总的趋势是从构件模数化到单体模数化,以及从部分模数化到整体模数化这样一个发展过程。且有理由相信,早期的构件模数化的发展也是一个逐步增进的过程,即从部分构件的模数化逐步扩展至所有构件的模数化,直至空间尺度的模数化。而构件模数化发展的极致必然走向单体模数化,模数的性质由部分模数化转为整体模数化。从宋《营造法式》到清《工程做法》的发展,正典型地表现和反映了古代模数制演化的这一过程。

　　模数制的发展应是与技术进步相适应的过程,各时期的模数制必有其相适应的程度与精度。这或许是在早期模数制的认识与把握上,应考虑的一个因素。

　　根据隋唐以来建筑模数制发展的趋势,以及现存史料的综合分析,元明时期应是模数制发展进程上的一个转折时期。尤其在部分与整体的关系上,这一时期随着“部分”强化到一定的程度,“整体”的性质即发生蜕变。模数的性质由部分模数化转向整体模数化,最主要的表现即间广构成的变化。

　　朵当从不等距到等距的演化,是间广模数化的显著标志,其内在意义是模数化的朵当成为间广构成的制约因素。关于这一转变的具体时段,从文献及相关遗构分析来看,南宋永思陵建筑（1279年前）仍保持的是传统的整数尺间广形式,至元明时期,模数化的朵当等距之制应已形成。

　　根据与中土密切相关的日本禅宗样建筑遗构的统计,14世纪初,朵当等距之例仍属个别,至15世纪中期,则已成为主流和定式。相信中土的这一转变应始于元明之际,至清代而大成,并以《工程做法》颁行,成为官式做法和制度。

　　清代官式做法的模数制为“攒当·斗口”体系,在整体尺度构成上,以斗拱攒数定修广,间广全由攒当倍数为准。只要选定斗口尺寸,确定开间攒数,从构件到整体的一切尺寸就随之而出,清《工程做法》实际上提供了二十七种标准化的整体构成。至此,模数的演化完成了从构件到单体、从部分到整体的发展过程。

　　以生产的角度而言,所谓的模数化源于生产的标准化,模数化是生产标准化的提升。中国古代建筑的模数化进程,经历了从制材规格化到构件和节点标准化再到整体标准化这一历程。标准化的起点是制材规格化,至宋《营造法式》时已是典型的构件和节点标准化时期,《营造法式》中所谓的“造”,实际上即表示的是一种构造节点的标准化。而至清《工程做法》，则已演化为典型的整体标准化时期。

　　关于梁架举折方法的转变时期,似也与间广构成方法的变化大致同期。朱光亚先生通过对明代建筑的屋盖曲线测绘数据的分析,得出如下结果：从江南明代建筑及北京先农坛明代建筑来看,万历以前几乎都遵循宋代的举折之法,屋盖的总的高跨比是整数比,而在万历年间开始出现了后来清代定名的举架之法,总的高跨比不再为整数比,而每一步架的高跨比趋于整数比,由此得出明代万历年间前后是由举折之法转变为举架之法的时期这一推论。由上述分析比较可知,间广构成与举折的变化,在元明之际表现出相同的特征和一致的演化趋势。

　　纵观中国古代模数制发展的历程,模数方法的演化,实质上反映了设计技术的变迁。就部分与整体关系的演化现象而言,其背后隐含的是模数思维方式的改变。

　　另一方面,起步于构件规格化的模数技术,发展至成熟期以后,整体模数化是必然的趋势。在整体模数化的制约下,整体由部分的集合而被动生成,整体设计再无主观机动的余地和必要。高度模数化和程式化,使得单体不再成为设计的主要对象,设计的重心转向群体布局,即程式化单体的组合与配置。

　　随着单体被淡化,总体布局亦趋成熟和完善,群体及环境塑造得以强化。在这一发展进程中,进而群体布局亦逐渐趋于程式化。程式化成为中国古代建筑发展的一个趋势和特色,这而一切又都直接或间接地与模数化的发展及其阶段特性相关联。