隋代宇文愷設計明堂時,眾說紛紜,爭議頗多,所以他“讀了很多書,詳細論述”。經過仔細研究,他寫了《奏明堂儀》,陳述了設計理由。其中提到了他對原太極堂遺址的現場勘察和測量,連同設計圖和模型壹起呈獻給皇帝,方案確定。
此外,從周朝的“冬官”開始,中國就設立了專門的建築部門和官員,負責建築材料的設計、施工和調配,延續了兩三千年。正是這些官方機構的工作,使得勞動和材料生產運輸的組織效率處於較高水平,中國古典建築的“標準化”和“模塊化”得以實施和推廣。
到了明代,中國的建築設計體系已經相當完備。當時政府的各種工程都是由官方專門的建築設計機構——工商部來設計規劃的。到了清代,又進壹步設立了兩個部門,即“計算室”和“樣本室”。“計算室”負責材料的預算和評估,“樣品室”負責繪制設計草圖、比例施工圖和制作模型。當時的模型是用紙板做的,不僅表現外觀,還可以拆開展示內部結構,直接為施工服務,被稱為“燙樣”。清代傑出的能工巧匠雷發達(1619—1693)和他的七代後人先後掌管著“樣板房”。200多年來,圓明園、清漪園、熱河宮、長陵、惠玲等大型皇家工程的規劃設計都出自他們之手。
中國古代木結構建築建立了經典的模塊化體系。1091年寫成的中國第壹部官修書《營造法》,總結了前代的建築經驗,以“材”作為建築的標準,即把木結構建築所用的“材”按大小分為八個等級,並根據房屋的大小和輕重緩急來衡量“材”。壹旦選擇了“材料”,木制框架組件的尺寸將隨之而來。這套行之有效的建築方法壹直沿用到清朝。
各種構件尺寸壹旦確定,就為預制生產奠定了基礎。所有木構件均為預制構件,不受建築施工場地面積限制。部件快速生產出來後,運到現場安裝。“榫卯”的連接方式在中國由來已久,可以說是裝配式施工方式造成的。在這壹點上,按比例縮放的建築圖紙和模型也提供了很大的幫助。這樣,材料用量和各工種勞動定額就標準化了,可以準確估算,有助於項目的經濟預算、核算和管理,有助於施工的順利進行。