学术丨高平花石柱庙大殿尺度复原研究

本文以2019年北京大学考古文博学院测绘数据为依据，对建于金泰和年间的高平古寨村花石柱庙大殿进行了营造尺复原研究，并结合目前已有对晋东南地区宋金时期建筑实例的研究，进行了尺度对比分析，以探讨金代晋东南地区民间祠庙建筑的尺度特点。

高平花石柱庙大殿尺度复原研究

Restoring the System of Scale Used for the Main Hall of Huashizhu Temple in Gaoping

田雨森　俞莉娜　徐怡涛

1 概述

尺度研究是认知古代建筑设计方法和工艺体系的重要方面，历来为研究者所重视。古代建筑的尺度研究，可包括古代建筑的营造尺复原、构件的用材及模数制度和建筑体形空间的比例关系等方面。本文以山西省高平市古寨村花石柱庙大殿为研究对象，在其原构年代研究和形制复原的基础上，探讨设计尺度及用材规则。

山西省高平市古寨村位于高平市西南，距城区17公里，是晋南通往晋东南的重要门户，曾为长平之战的古战场。花石柱庙坐落于古寨村南侧高地顶端，庙内供奉商朝开国帝王成汤，本名成汤庙，是当地祈雨祈福之地，后因庙内大殿前檐的金代石柱雕工精美，闻名当地，遂又得名“花石柱庙”，1984年被评为县级文物保护单位，2021年公布为省级文物保护单位，公布年代为金代。

图1 花石柱庙大殿航拍图

花石柱庙坐北朝南，现存大殿（成汤殿）是庙内仅存的早期古建筑，大殿两侧设东西朵殿，各两间，其中东朵殿屋顶坍塌，仅存墙体，庙内现存其他建筑还有：西厢房五间、东厢房七间、山门一间、山门东西朵殿各两间以及位于东南角的神南阁一座（图1），以上建筑均为明清或近现代重建之物。

大殿的主要纪年史料见于前檐石柱上的金代泰和七年（1207）施柱题记，另外，大殿山墙处有清代重修碑和重修石碣，碑文指向的重修年代为清嘉庆八年（1803）。又根据村民访谈和现代重修碑记可知，自20世纪80年代以来，村民多次自发筹款重修庙宇。

图2 花石柱庙大殿外观图

大殿现存形制：单檐悬山顶，面阔三间，进深六椽，厅堂屋架，乳栿衬四椽栿用三柱。前檐柱头铺作为四铺作单杪，补间铺作一朵，四铺作单杪，昂状耍头。前檐柱上有一通面阔大额，作月梁状。前檐四根方形石柱，有抹角，柱身收分明显，柱身各面有剔地起凸、压地隐起等不同工艺类型的精致雕刻（图2）。经形制年代分析，前檐斗栱构件大部分为金代中后期作法，与前檐石柱的泰和纪年相符，应为金代原构。而梁架部分大多经过不同时期的更替，现存多为晚期构件，但其厅堂结构的基本梁架形式仍保持了原构状态。

2 数据获取

2019年6月，为试点山西古建筑研究性修缮，北京大学考古文博学院文物建筑专业与山西省古建筑与彩塑壁画保护研究院合作，选择古寨村花石柱庙进行了基于建筑考古学研究的精细测绘，本文所用数据均源于此。

图3 三位扫描布站位置图

图4 三维扫描点云模型和切片示例

本次测绘，使用了三维扫描、全站仪、手工测量和摄影测量等测绘手段，本次三维扫描设备型号为Faro Focus350，共设40 余扫描站点（图3），获得了花石柱庙整体的点云模型。同时，本次测绘也完成了总平面、建筑平面、屋架尺寸及主要大木作构件详细尺寸的手工测绘。基于大殿点云模型所得平、立、剖点云切片（图4），与手工测绘等成果进行了互较、互补，以确保测绘精度（图5～图7）。

图5 花石柱庙大殿平面现状图、椽架数据图（单位：毫米）

图6 花石柱庙大殿栱构件详图（单位：毫米）

图7 花石柱庙大殿斗构件详图（单位：毫米）

本文根据测量对象和样本数量，将数据分为以下三类：平面尺寸、斗栱构件、柱额构件。

2.1 平面尺寸数据

平面尺度包括开间、椽架平长和斗栱出跳尺度。晋东南地区宋金建筑椽架设计往往与斗栱出跳数值有关，因此在这里也将斗栱出跳长度作为重要的平面尺度之一（表1～表3）。

表1 花石柱庙大殿开间长度表

表2 花石柱庙大殿椽架长度表

表3 花石柱庙大殿前檐斗栱出跳长度表（单位：毫米）

2.2 斗栱数据

斗栱构件数量不多，且部分构件数据量过少，因此主要通过测量时的位置选取尽量保证数据的相对准确性，并对数据进行标准差运算讨论误差，再通过平均数进行分析。

现存足材华栱7个、泥道慢栱2个、单材泥道栱6个、足材泥道栱1个、令栱6个。获得的栱长数据如图6所示。

斗的保存数量较多，其中方形栌斗2个、八瓣栌斗5个、交互斗6个、散斗15个。斗类数据的测量结果如图7所示。

对现存昂构件的数据统计见表4。

表4 昂构件数据统计表（单位：毫米）

2.3 柱额构件数据

柱的测量对象是前檐的四根石柱。测量结果见表5。

表5 花石柱庙大殿前檐柱尺寸表（单位：毫米）

柱上的大额及大额榫口测量结果如图8所示。

图8 花石柱庙大殿大额详图（单位：毫米）

3 营造尺复原与用材制度推算

3.1 营造尺复原

有关金代营造尺长的复原研究，有学者结合文献与建筑遗址分析金代营造尺长在300～315毫米的范围内，也有学者结合晋东南地区现存建筑实例，认为宋金时期晋东南地区常用尺可以按时间分为三个阶段，其中第三阶段——神宗朝—金代的代表性尺长范围在313～315毫米之间。在复原营造尺时，在300～320毫米的范围内取值。考虑到尺本身的加工精度，以1 毫米为单位进行营造尺复原推算。

在大木作平面设计中，开间的长度往往通过整尺或半尺进行控制，因此在复原营造尺时，以平面尺度为复原依据，误差控制在0.1尺内，以最接近整尺半尺作为标准进行筛选（表6）。

表6 营造尺比对表

注：加深项为0.1 尺误差范围内满足整尺、半尺的情况。

由表6可知，316毫米在平面尺度中能满足最多数据的整尺和半尺，300毫米、301毫米、311毫米、315毫米、317毫米次之，但是314毫米能满足明间面阔为整10尺，且根据姜铮的研究，北宋后期到金代晋东南地区的许多建筑均使用了314毫米作为营造尺，例如晋城青莲寺大雄宝殿、晋城南村二仙庙正殿、陵川石掌玉皇庙正殿、长治府君庙正殿。因此本文选择314毫米为最终复原的营造尺。

3.2 用材制度推算

根据《营造法式》，泥道栱、令栱、泥道慢栱的截面高度为一材，由于样本数量不多，因此结合形制判断并剔除异样数据，得到这三类栱的截面高度均值如下表（表7）：

表7 单材栱构件截面高度数据表

因此一材高度可以认为在161～168毫米范围内。以1毫米为单位进行材厚推算，再用营造尺判断表中出现满足较多整、半尺数据的尺长进行用材制度推算，根据公式：份值= 材高（毫米）/ 营造尺长（毫米）/15，计算出份值见表8。

表8 材厚计算表

注：加深项为0.001 尺误差范围内接近0.035尺的情况。

求平均值得份值为0.0355尺，与《营造法式》中七等材的规定十分接近，在推算所得的88个数据中，在0.35～0.359尺范围内的数据共37个，均值为0.354 尺，因此可以判断高平古寨花石柱庙大殿用材制度为七等材，即3分5 厘为一份。足材华栱平均高度为228.2毫米，折合份值一份约为0.0346 尺；昂里转部分的足材平均高度为240.33毫米，折合份值一份约为0.0364 尺，平均下来足材份值折合一份为0.0355尺。

如果按照七等材复原，一份为0.035尺，则斗栱单材高15份、足材高21.3份；材厚折合份值10.5份。据此再还原一单材材高应为：314×15×0.035=164.85（毫米），与实测平均值误差0.15毫米；同理，还原足材高度为234毫米，与实测平均值误差0.26毫米；还原材厚为115.4毫米，与实测平均值误差0.7毫米。误差范围均在1毫米之内，因此可以复原原建筑材等合《营造法式》大木作制度规定的七等材。

4 大殿尺度复原分析

4.1 面阔尺度复原

图9 花石柱庙大殿平面复原图（单位：尺）

北京大学考古文博学院团队通过对花石柱庙大殿的建筑形制、装饰图案、石雕工艺以及寺庙格局的综合研究，并结合考古试掘验证，证明花石柱庙大殿原构的面阔应为五开间，而非现存的三开间。并且在距离现东边柱东侧约10尺的位置处发现了大殿东墙遗址，墙址东侧出土了边垄瓦件，据此可以推测建筑东山墙的位置，东边柱位置也可以复原为东墙向内推1尺处。另外，根据《营造法式》“凡出际之制”的规定：“六椽屋，出三尺五寸至四尺”，取最小值复原屋顶出际为3.5 尺。复原出原大殿面阔五间尺寸分别为9尺、10尺、10尺、10尺、9尺（图9）。

图10 花石柱庙大殿立面复原图（单位：尺）

可以认为设计时平面面阔的尺寸采用了等间设计。现存前檐四根石柱高折合尺值基本为10尺，据此可知花石柱庙大殿设计之初10尺是一个重要的立面控制尺度。因此10尺是控制整个建筑平面与立面的基础模数尺度（图10）。

4.2 斗栱尺度复原

图11 花石柱庙大殿斗栱现状与复原图（单位：毫米）

现存原构斗栱仅分布在前檐，斗栱构件榫口等构造痕迹反映斗栱经过了打破重组，即现状斗栱的铺作次序与原装差距较大。复原斗栱后得到的新前檐斗栱应为五铺作。复原图如下（图11）。

4.3 梁架尺度复原

花石柱庙大殿梁架基本结构，依据现状及金代晋东南祠庙建筑的普遍结构特点，复原为六架椽屋乳栿对四椽栿用三柱，前檐五铺作，后檐四铺作。

对进深尺度进行复原时，参考金代晋东南地区建筑实例。龙岩寺中殿、西溪二仙宫后殿、西李门二仙庙中殿、三王村三嵕庙正殿、石掌玉皇庙正殿、阳城开福寺中殿进深均为六架椽屋，而花石柱庙作为用材较小的建筑，六架进深也符合地域时代规律，因此复原时按现状复原进深为8.6尺和21.4尺。依据平面尺度基本符合正、半尺规律这一特点，进深尺度也可调整复原为8.5尺和21.5尺。

结合对前后檐斗栱的复原，前后檐的通进深复原为33.4尺。通过对现存大额上的榫口位置推断即可复原建筑的椽架步长，并结合通进深长度推算，可以复原椽架平长：脊架平长6尺，其余椽架平长均为5.35尺。

由于屋顶构架均遭后代更换，复原屋顶尺度时主要参考晋东南地区金代建筑屋顶举折设计规律及《营造法式》中对屋顶举折的设计要求。结合实例，晋东南地区宋金时期建筑的屋顶总举高与总椽架之比在1∶2.5 至1∶4 之间，与《营造法式》中所规定的1∶3 至1∶4 总举高与总椽架之比接近。但实例中，屋顶总举高与总椽架之比接近1∶3的建筑实例更多，例如龙岩寺过殿、寺润三教堂、南神头二仙庙正殿等，因此复原时参考1∶3 这一比例，复原屋顶高度为11.1尺。

图12 花石柱庙大殿剖面尺度复原图（单位：毫米）

获得剖面图如下图所示（图12）。

可以推测，设计进深方向尺度时，优先考虑了进深开间的尺度，在此基础上，综合考虑了椽架步长，最终通过斗栱的出跳长度调整实现了进深开间尺度与椽架步长尺度均规整的尺度结果。这也与晋东南地区常见的以前后橑檐槫轴线距离作为设计基准、均匀划分椽架后再整合斗栱出跳得到进深开间尺寸的设计逻辑并不一致。

5 花石柱庙大殿大木设计特征及同区域对比

前文就花石柱庙大殿原构尺度进行了复原研究，下文将结合晋东南其他宋金建筑实例，从平面尺度、斗栱尺度、梁栿尺度三方面讨论花石柱庙大殿的大木设计特征。

5.1 平面尺度

复原后建筑为五开间，次间和明间均为10尺，而稍间的9尺是根据10尺的东山墙边界减去墙体的1尺所得。宋金时期晋东南地区建筑中小张碧云寺正殿、北马玉皇庙正殿也使用了相似的设计手法，即各开间面阔尺寸相同，花石柱庙大殿在平面设计上也可以认为采用了这一方法。

宋金时期，建筑当心间开间设置为10尺的情况在晋东南地区比较少见，大多在12～15尺的范围，仅有布村玉皇庙中殿和北马玉皇庙正殿的当心间开间10尺、小南村二仙庙正殿当心间开间9.7尺。而五开间建筑中，面阔开间等间分布的仅有北马玉皇庙正殿，且该殿每间等长，而古寨花石柱庙大殿与之相同，补充了晋东南地区宋金建筑中这种不常见的小开间建筑平面设计方式。

综上，从平面尺度上看，花石柱庙大殿在面阔方向的尺度设计符合晋东南宋金建筑既有的尺度设计手法，但是进深方向的尺度设计则有一定自身特点，如在前后檐斗栱存在差异的情况下，巧妙协调斗栱、椽架与进深间广之间的尺度关系，设计出前后对称的椽架平长体系，展现出古代匠师精致的设计能力。

5.2 斗栱尺度

分析栱构件尺度时，首先关注栱构件的截面尺寸，宋金时期栱截面是建筑设计重要的控制模数，并能够反映建筑材等。栱截面的高厚比数据见表9。

表9 栱材高厚比数据表

可见，无论单材足材，高厚比与《营造法式》中规定相比都较小，折算份值后可以发现，材截面的高、厚较《营造法式》规定较大，因此虽然高厚比不满足《营造法式》规定，但是绝对长度上保证了栱材的结构需要。

斗栱出跳长度在进深方向上的控制作用体现在两个方面：首先是出跳值与通进深的比例关系，其次是出跳值与檐步椽架值之间的关系。花石柱庙大殿复原后通进深为33.5尺，跳长与通进深之比约为1∶7.2，晋东南地区宋金建筑中这一比值大约为1∶7～1∶7.5，符合该地区特征。

斗栱出跳长度也会直接影响到檐步椽架的长度，出跳长度与檐步长度的比例关系更是会影响到檐部结构稳定性的重要因素，《营造法式》中也有“檐不过步”的规定。花石柱庙大殿斗栱复原后出跳与檐步椽架的比值约为0.41，《营造法式》中五铺作斗栱出两跳与檐步上限的比值正为0.4，且自北宋中期之后，晋东南地区宋金建筑中这一比值也基本在0.4左右。可见在斗栱出跳和进深椽架的比例关系上晋东南地区还是参考了《营造法式》的规定。

斗栱尺度研究的另一个角度是分析斗栱出跳长度与用材尺度之间的关系，即斗栱总出跳长度与足材华栱高度的比值，称为“比出跳值”。这一比值能够反映斗栱在纵向和横向上的设计尺寸，也能体现木材的使用效率。复原后的花石柱庙大殿前檐斗栱比出跳值为3.12，超出《营造法式》中所规定五铺作的比出跳值2.86较多（即60分/21分=2.86），在晋东南地区的宋金建筑中，五铺作斗栱比出跳值大于3的实例不多，仅有开化寺大雄宝殿斗栱比出跳值为3，资圣寺毗卢殿斗栱比出跳值为3.22。比出跳值较大说明了相对于斗栱在高度上的作用，更看重斗栱在水平方向挑檐伸出的作用，同时也解释了截面高厚比较《营造法式》规定小且高、厚的份值均较大的原因，即为了保证最大限度减少木材来实现更大的出檐，因此加大栱的截面尺度来保证材料的结构承载力。

综上，斗栱尺度上，从出跳长度与檐步步长的比例上看，晋东南宋金建筑与《营造法式》中的规定相符合，花石柱庙大殿也遵循了这一比例。但是在栱的材高材厚比、绝对值以及在比出跳值上，都表现出了与《营造法式》不同的特点。

5.3 梁栿尺度

现存大额的部分构件虽非建筑原构，但是仍能反映金代营建时四椽栿的尺度信息，长约为19.2尺，考虑到后期改动中的损耗，可以推测原椽栿长度为20尺左右，金代晋东南地区建筑四架椽均值为22.2尺，可见花石柱庙大殿的四椽栿跨度并不大，与之相近的有龙岩寺中殿梁跨19.75尺，三王村三嵕庙梁跨20.5尺，在晋东南地区金代建筑中属于小尺度建筑。

四椽栿的截面尺寸最宽处宽约1.1尺，高约1.75尺，截面比值大约为1.6∶1，高于金代晋东南地区建筑梁栿常见的2.6∶2至2.8∶2之间的截面比值，也高于《营造法式》中规定的3∶2的比值。可见四椽栿作为后期构件，在截面尺度比例设计上并没有按照建筑原尺度进行设计，也反映了后期建筑发展中梁栿逐渐纵长发展的趋势。

综上，花石柱庙大殿的梁栿尺度在长度上基本符合晋东南地区宋金建筑所呈现的普遍尺度规律，但尺度较小，在截面比例上反映了更晚时期的特点。

6 结语

基于精细测绘成果，本文对现存古寨村花石柱庙大殿进行了营造尺复原研究，得到大殿营造尺长314毫米，材等为《营造法式》七等材的基本结论。并与晋东南地区现存的宋金建筑在开间、斗栱、梁栿跨度与椽架长度等问题上，进行了尺度对比研究。研究显示，古寨花石柱庙大殿在平面尺度和斗栱尺度的设计上符合晋东南地区金代建筑的普遍规律，但同时也存在一定特性：平面尺度中，各间面阔尺寸基本相等的设计方法在晋东南地区宋金小开间建筑中已有实例，斗栱尺度中出跳值与通进深的比值、出跳长度与檐步椽架的比值均与《营造法式》规定相符合；而平面上，进深方向优先考虑进深开间尺度再考虑椽架步长，最终通过斗栱的出跳长度调整实现进深开间尺度与椽架步长尺度均规整的设计方法，区别于晋东南地区常见的以前后橑檐槫轴线距离作为设计基准、均匀划分椽架后再整合斗栱出跳得到进深开间尺寸的做法。前檐五铺作斗栱出两跳的总长与足材华栱的高度比值3.12也远超《营造法式》中所规定的2.86。而后期更换的四椽栿截面比也能反映出梁栿纵长发展的趋势。总之，古寨村花石柱庙是晋东南地区金代民间祠庙建筑的重要实例，其所蕴含的建筑史料信息，值得建筑史学和建筑考古学学者们继续深入研究。