这幅图是在一块96×48厘米的铜板上用金、银镶错而成,有墙垣、王陵、后陵的平面,并载有距离、尺度等数字的说明。这幅两千年前的总平面图,是世界上罕见的宝贵资料。金代河南省登封的中岳庙图,把庙的规模、每幢建筑的位置、形象及院中的树木,都描绘得清清楚楚,淋漓尽致。除绘有总平面图、方案图外,有构造复杂的工程的局部或细部图,如木构件的雕刻、彩画、瓦作、石作、钉交金工等,还绘有大样图。这类图样多是比例准确,线条清晰,常以墨线为主,辅以彩色。如遇彩画,则沥粉描金,画面非常清楚美观。
对于一些重要或者构造复杂的建筑,还要作出木制模型,或硬纸模型(学名烫样),以验证设计图样的准确。
清代一位才艺出众的匠人雷发达(1619-1693)和他的七代子孙曾先后掌管“样房”,200多年间皇室的大型工程如圆明园、清漪园、热河行宫、昌陵、惠陵等等的规划设计都出自他们之手。雷氏家族的模型烫样,现在北京图书馆、故宫博物院还有不少样品。它是用硬纸板做成,外涂色彩,以区别材料质地。它的外壳(即屋顶)可以拿去,观看内部的布置和构造,表现十分清晰准确。并且按比例尺制作,尺度也很准确。
从以上记载可以看出,古代建筑的设计方法,已达到相当高的水平。
从便于设计和施工的角度出发,中国古代的木构架建筑确立了古典的模数制。
1091年成书的中国第一本详细论述建筑工程做法的官方著作——<营造法式>总结了前代的建筑经验,把“材”作为造屋的标准,即木构架建筑的用“材”按尺寸分成大小八等,按屋宇的大小、主次,量屋用“材”。“材”一经选定,木构架部件的尺寸都整套地随之而来。这套行之有效的建筑方法一直沿用到了清代。
各种构件的尺寸一旦确定,就为预制化生产打下了基础。所有的木构件都采用预制的方法,不受房屋建筑工地面积的限制,迅速完成构件生产后,再运到现场安装。中国木构件梁柱很早就形成了“榫卯”的联结方式,可以说也是由装配式的施工方法引起的。在这一点上,按比例制作的建筑图和模型也提供了很大的帮助。
施工造价方面,很早就有了工料定额的管理制度。
从技术角度看,木构架建筑的模数制,为材料的用量和各个工种的劳动定额提供了标准,可以很准确地估计出来,这样有助于对工程进行经济预算、核算和管理,有助于施工的顺利和高效。
从管理角度看,宋代已经建立了一套科学的指标,规定了合理的计算原则。例如,工时以春秋二季为准,而夏冬白昼时间长短不同,工值各增减十分之一。又如,运输定额,按运距长短、河道的顺流逆流,各有不同。木件加工,根据木质软硬,确定数量指标。清代的“算房”,更是只专注于工料的预算和估价。其计算的依据是《施工则例》,相当于现在的施工定额,在例则中,不仅考虑一般工种所需工时和所耗材料定额,并对一些特殊工种规定了算例以及轻重例(规定物件标准尺寸及容量,以确定人力、畜力运输费用)。
在<儒林外史>中,萧云仙奉命监督筑城,足足住了三四年,工程才竣工。萧上报朝廷工部,工部核算:“萧来承办青枫城城工一案,该抚题销本内:砖、灰、工匠,共开销银一万九千三百六十两一钱二分一厘五毫。查该地木草附近,烧造砖灰甚便,新集流民充当工役者甚多,不便听其任意浮开。应请核减银七千五百二十五两有零,在于该员名下着追。”萧无法,只有变卖家产才将核减的银两补上。