古建筑設(shè)計所基于的模型系統(tǒng),也被稱為材分分割。經(jīng)過不斷的發(fā)展和演變,中國古代建筑的斗拱逐漸成為一個成型的部件。為了古建筑設(shè)計與古建筑施工需要,便于估計工藝材分和部件的安裝和生產(chǎn)。在中國唐代,古代工匠計算了中國拱門的部分作為權(quán)衡木結(jié)構(gòu)的基本尺寸。宋代開始第一次將這種計算單位命名為材分,標志著中國傳統(tǒng)建筑的標準化。古建筑施工材分的大小分為八個等級,每個等級都有具體的尺寸,從一級到八級,適用于不同規(guī)模的古建筑,如第一個材分寬9英寸,厚6英寸,9到11個大廳。
每種材分被廣泛分為15分,非常厚,廣,即高,厚,即寬。分為材分的最小計算單位,關(guān)于材分和分數(shù)的權(quán)衡規(guī)定,也被稱為材分分數(shù)系統(tǒng)。古建筑施工材分可分為足材分和單材分。建筑類型、構(gòu)件長度、折疊高度,以材分為標準,材分的出現(xiàn),最早可能來自井干建筑支撐材分的使用。材分是宋代法國建筑構(gòu)件長度的標準。《法國建筑》卷四《大木制制度一》開篇明義:所有建筑制度都以材分為祖。根據(jù)木材橫截面的大小,宋代官方建筑中使用的木材規(guī)格分為八級,一級最高,八級最低。根據(jù)《法的規(guī)定,木材的廣度和厚度之比為3:2。簡單來說,宋代有八等木材。《建筑法》規(guī)定,以每種規(guī)格木材本身的廣度作為長度的測量模數(shù),稱為1材,1材均分為15份,每份為1分°(讀如份)。1材、1分°實際尺寸隨不同等級木材的廣度而增減。比如一等木材的廣度=1材=9寸=90分,除15=6分?1分°;六等木材的材分=6寸,6等木材1分°按比例縮小到4分。
材分是宋代木材長度測量的基礎(chǔ)(以材為祖)°它是從材分中衍生出來的。重要木構(gòu)件(如斗拱、梁、柱等)的長度、寬度和厚度必須用于材分分割°不得用寸、分標明。用“材、分°模數(shù)系統(tǒng)中標注的建筑構(gòu)件靈活性大。一套圖案可用于一等材分構(gòu)件或按比例縮小。對于二至八等材分構(gòu)件,只需要一套材分和模具數(shù)量;如果用英寸和分數(shù)表示,從一等材分構(gòu)件到八等材分構(gòu)件,則需要八套尺寸。
宋代的建筑已經(jīng)發(fā)展得非常復(fù)雜。以四等三開的殿堂為例,斗拱、昂、梁柱、方額等共有2000多個構(gòu)件,環(huán)環(huán)相扣,需要大量的構(gòu)件圖案;幸運的是,這組構(gòu)件圖案的材分分割°模數(shù)可應(yīng)用于一流材分建筑的十一開放大廳、二等材分建造的二等建筑,甚至在第八等小亭子中,無需八套不同的數(shù)字。
宋代官方建筑木材的八等規(guī)格及相應(yīng)的材分°,列表如下:
材、分°模數(shù)制多用于斗拱、梁、柱等復(fù)雜環(huán)環(huán)環(huán)相扣的大木制作部件:
《營造法式》規(guī)定,斗是32分°,若在角柱上,則為36分°。一等角柱的長度=36*6分=21.6寸,二等角柱的長度=36*5.5寸=19.8寸;余類推。
《營造法式》規(guī)定:華托在底部開口,深五分°,廣二十分°”。
《營造法式》規(guī)定:瓜子長62分°。一等瓜子拱長度合622*6分=37.二等瓜子拱長2寸,=62*5.5分=34.1寸;余類推。大角梁﹐廣二十八分°”。
其他簡單的木質(zhì)構(gòu)件仍然用尺寸標明,而不是材分、分割和分割°模數(shù)制,如日月版長四寸,廣一寸二分。
“材分°模數(shù)制并不始于宋代。梁思成考察了唐遼建筑遺物,發(fā)現(xiàn)斗拱的廣度、寬度和寬度比非常接近《法國建筑》中的木材規(guī)格,認為唐代以材為祖。
栔
《營造法式》中還使用一種附加度量:“栔”“栔廣六分°,厚四分°有些木質(zhì)部件,一材的廣度不夠,要多加一個;一材一鳴叫足材,比如華托就是一種足材(廣21分°)。
《營造法》規(guī)定,殿柱直徑為兩材兩至三材。一等兩材兩葉殿柱直徑=2x9寸+2x6分=19.2寸,二等兩材徑2寸=2x8.25+2x5.5=17.6寸;余類推。
一等材實物
山西大同遼代華嚴寺大雄寶殿,斗拱雄厚,梁思成實測廣度30cm,厚度20cm,比例廣=3:2,與《法國建筑》中木材截面的寬度一致;廣度相當于9.45英寸,略大于《法國建筑》規(guī)定的一流材分。山西五臺山遼代佛光寺東廳。遼寧省義縣奉國寺大廳。
二等材實物
山西大同善化寺大雄寶殿,材分廣26厘米,厚17厘米相當于8尺.2x5.四寸,相當于《法式創(chuàng)作》二等材。
山西應(yīng)縣木塔,最大材分寬26厘米,厚17厘米,相當于造尺8.2x5.4寸。
材分°制的消亡
從明代開始,斗拱越來越小,用料等級比宋代下降了4-5級,明初十一重要開間的太和殿,經(jīng)過測量。
厚度只有4英寸,相當于《法國建筑》規(guī)定的小亭子的八等材分;湖北武當山紫霄宮的斗口測量為2.5英寸。清代建筑縮水較多。故宮中和殿的斗口只有2.5英寸,只適合宋代的等外材;木材截面的厚度比也從3:2趨于1:1;原因是楠木短缺,截面大的木材很少。
由于清代官方木材的寬度、厚度和寬度比遠離宋代的規(guī)格,《清工部工程實踐規(guī)則》、《清代建設(shè)規(guī)則》等官方文件不再需要材分分割°模數(shù)制,另創(chuàng)斗口模數(shù)制。