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在现代建筑设计中，根据建筑标准化的要求，选定的标准尺度单位，称为建筑模数。作为建筑物、构筑物配件、建筑制品及有关设备等尺寸相互间协调的基础。以模数的基数为基础，可以扩大成为系数值，组成模数数列。建筑模数的产生是提高设计标准化、生产工厂化、施工机械化的重要条件。古代建筑的设计和施工，在何时已有模数，并标准化尚不清楚，但根据现存的古代建筑物的实际测量得知建于公元782年和857年的唐代南禅寺大殿和佛光寺大殿，已经应用了“材份”制。由此推测至迟在唐初，材份制已经形成了。在建筑工程中产生的模数制，是反映了中国建筑工业发展的历史进步。主要表现在以下几方面。
①模数适应于大规模建筑。在建筑工程中，各个工种间都以模数为依据，分工预制构件，是实现大规模营建的必须手段。
②模数便于经营理财，以取得最佳经济效益。
③模数便于合理使用原材料，增进构件、配件的通用性和互换性。这是建筑规模日渐扩大的必然结果。
我国古代建筑工程中使用的：宋代的“材份”制，清代的“口份”（即斗口），都是建筑模数。
宋李明仲著《营造法式》中的“构屋之制，以材为祖，材分八等，度屋之大小，因而用之”，就是说应以建筑物的规模、体量、用途来选用“材份”。材份制，简化了设计方法；是标准化、规格化的手段；是将大木构造统一化的措施。
（1）材分八等
材的基本尺度，在《营造法式》中称为“广”、“厚”，即断面的高和宽的尺寸。由第一等至第八等材的断面面积由大向小推算，应用范围也是由高大的宫殿、厅堂到一般的房屋和亭榭，具体见表1-1。
表1-1 宋式等材尺寸应用范围
注：1尺=10寸，1寸=10分，1分=10厘，1尺=0.33米。
（2）材（单材）、栔、足材
①材。即单材，材是断面为长方形，高、宽的比例为3:2的木材加工的模数单位，它的高宽比是不变的。
②栔。栔的断面形式与材相同，高、宽比例亦为3:2。栔的尺度依材而定，其高、宽为“材”的高、宽的五分之二。
③足材。材上加栔是足材。其断面呈“凸”形，材和栔之高相加是足材的总高度，如图1-9所示。
图1-9 单材、足材
（a）单材；（b）足材
（3）“材份”的运用
《营造法式》中说：“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”。就是说设计时只要确定建筑类型，建筑物各部位的比例，构件的大小尺寸，都用“材”、“栔”作为度量的标准单位。房屋的间广、柱高、层高、椽平长、各种构件的长度和截面大小，以及各种构件的艺术加工，建筑物各部位的详细尺寸、全部按材份计算出来。
材份是尺，是一把代数尺，代表八种长度的尺，可以用下面的公式表示：
L = KX （1-1）
式中 L ——间广、进深、梁长、柱高及一切构件的长度和截面尺寸；
K ——代表已经确定的数据，如间广300份、柱高250份、径两材一栔等，作为已知数；
X ——代表八等材的份值，如一等材份值6分，二等材份值5.5分。
由此可见，用材份设计的同类房屋，在使用不同等材时，虽然大小不同，但从整体到每个构件，都是几何相似形。可见用材份设计是包括建筑和结构在内的标准化方法，使全部设计和工料预算、施工等工作都能统一进行，便于管理。
（4）“材份”制是保证结构安全的设计方法
到宋代时，木结构建筑物已有三种类型，即殿堂、厅堂、余屋。殿堂应当是规模体量最大的建筑，并且是质量要求最高、制作最精细的重要建筑。厅堂次之，余屋更次之。但无论是哪一个类型，保证结构安全都是第一的。材份制就包含了这方面的内容，即材料力学和结构力学的内涵。在建筑中的梁、槫、椽等都是压弯构件，受弯构件，截面上的应力与截面矩量成反比，而与弯矩成正比。一旦跨度变了相应的荷载也变了，弯矩也变了，构件的截面也应当变了。按现代计算方法必须对构件的受力状态进行计算，确定构件的长短和截面。而《营造法式》中规定在“材等”确定后，其构件长度就定了下来。用不同的“材等”建造规模大小不同的房屋，一个类型的房屋其大小是几何相似的，同样每一个构件的尺度也是几何相似体。根据结构相似理论，可以证明这种几何相似构件，在使用荷载下的应力是完全相等的。这样一来就避免了复杂的结构计算，方法简单，非常实用。经核算各构件的弯曲应力大约为现代木结构允许应力的1/3～1/2，安全系数比国家规范约高半倍到一倍。因此《营造法式》对各种构件截面份数的规定是合理的，是有科学依据的，达到了结构安全的目的。
斗口又称口份，斗口是指平身科斗栱的大斗上用以承托昂或翘的卯口。卯口的宽度就是所用昂、栱的宽，此宽度称为口份。清代以口份作为设计的基本模数。
（1）“口份”等材的尺寸
清代的《工程做法则例》中规定建筑物的各类构件尺寸是以口份计算的，即以斗口作为模数。凡是有斗栱的建筑，其建筑的规模、体量、构件尺度都以口份来计算得出。“口份”分为11个等级（见表1-2），使用时依照建筑的规模选择。
表1-2 清式口份尺寸
从表1-2可知，在清代有11种口份等材。但实际上一至四等材的大型斗口的建筑物，尚未见到实物。就是在通常的六、七、八三种等材的建筑实物中，也并不一定与该等材的3.5寸、3寸、2.5寸的斗口尺寸完全符合，往往会有调整和变化。如北京故宫太和殿一组建筑，太和殿斗口为3寸，是七等材，而太和门斗口是2.8寸，贞度门、昭德门斗口是2.6寸，这里的2.6寸和2.8寸既不是七等材的斗口尺寸，也不是八等材的斗口尺寸。太和殿南庑和周围廊用的是2.5寸的斗口，为八等材。从这一组建筑可以看出，在实际运用中斗口的尺寸是可以依据建筑群的规模、主次等级关系进行调整的，而非生搬硬套。
（2）口份的运用举例
①屋宇规模的确定。清《工程做法则例》对建筑运用口份这一基本模数做了如下规定：“凡面阔、进深以斗科攒数而定，每攒以斗口数十一份定宽”，“如斗口二寸五分”，“面阔用平身斗科六攒加两边柱头科各半攒，共斗科七攒，得面阔一丈九尺二寸五分”。按此列出算式，可得出斗口二寸五分时的面阔，即：2.5寸×11×7=192.5寸。次间、梢间的攒当数，依明间递减，即次间六个攒当，梢间五个攒当。依此类推，可算出各间面阔，将各间面阔相加即可得出总面阔。依同样方法还能计算进深尺寸。假设以庑殿建筑计算，面阔五间，进深三间，有周围廊的殿堂为例，斗口以八等材计算（营造尺2.5寸），面阔、进深尺度如表1-3所示。
表1-3 以斗栱数量计算面阔、进深尺度
②以斗口确定构件尺寸。例：“凡檐柱以斗口七十份定高”，“如斗口二寸五分，得檐柱连平板枋、斗科通高一丈七尺五寸。内除平板枋、斗科之高即得檐柱净高尺寸。如平板枋高五寸，斗科高二尺八寸，得檐柱高一丈四尺二寸。檐柱净高56.8斗口。”“以斗口六份定径寸，如斗口二寸五分，得檐柱径一尺五寸。”又如“正心桁以面阔定长”，“以斗口四份定径”……
从以上举例中不难看出，只要确定了口份，建筑物的体量和建筑中的一切构件的尺寸，均运用选定的“口份”等材，进行运算即可。在设计时以口份数值进行计算是方便和准确的。
在古建筑中，有很多没有用斗栱的建筑。这些建筑在设计时，也有一基本的模数，即柱径（系指檐柱的直径）。柱径的取得，是要先决定建筑物明间的面阔后，再确定柱高、柱径。这时再以柱径为依据对建筑物的木构件截面进行计算，得出木结构各构件的尺寸。
清代《工程做法则例》中将面阔、柱高、柱径定为一个基本的比例关系。如在卷九《七檩大木做法》中写道：“[檐柱]凡檐柱以面阔十分之八定高低，十分之七定径寸。如面阔一丈二尺，得柱高九尺六寸，径八寸四分。”下面列出算式解释上述含义。
设：面阔为 B 为已知数，柱高为 H ，柱径为 D ，
H =8/10× B =0.8 B
D =7/10×1/10× B =0.07 B
现以面阔一丈二尺，即 B =12尺代入上式，则
H =0.8×12=9.6尺
D =0.07×12=0.84尺
现在得到的是檐柱的高和直径，是结构需要的高度和直径。为安装需要还应加榫长，榫的长度定为“每径一尺，外加榫长三寸”。在选材时，就应确定檐柱的上下榫长为0.84×0.3×2=0.504尺，在已经确定的柱高尺寸上加榫长，才是选料的长度。
“金柱”径是“以檐柱径加二寸定径寸。如檐柱径八寸四分，得金柱径一尺四分。”“五架梁”“以金柱径加二寸定厚。如柱径一尺四分，得厚一尺二寸四分。高按本身之厚每尺加三寸，得高一尺六寸一分”……总之，每个构件截面的确定，都与相关的柱径有着直接的关系，各种柱子的直径又都取决于檐柱径，所以，将檐柱径也列在模数内。
还有外檐装修的制作依据也是以柱径为依据的，有斗栱的建筑和没有斗栱的建筑都是依柱径计算槛、框、边梃等。古建筑的围护结构大多是砌筑墙体，墙体的有关尺寸也依柱径为参数确定，所以柱径应是古代木结构建筑的模数。
宋代的“材份”的科学性表现在以下几方面。
①充分利用圆木，以达到节省木材的目的。从圆木中锯出高宽比为3:2的断面，截面矩最大，充分利用木材。
②材分八等，是按强度划分的第一等至第八等，主要是结构材。相邻材等既有一定的强度差别，又有比较均匀的比值。可见材分八等的确定，是以力学为基础的。
③建筑构件用料尺度，依所确定的材分等级，按规定推算。但特别情况可增可减，如梁高为2材到2材+2栔，柱径为2材+3栔到3材，檩径为1材+1栔或2材等。
清代“斗口”和“柱径”的优点有以下几方面。
①设计中简化了计算，只依确定的几等斗口的数据，直接进行运算。大木架设计中免去了宋代的单材、足材加减的麻烦。
②在斗栱构造中，尺寸简化，凡翘、昂（昂头例外）和正心上的构件的规格一律都是宽1斗口，高2斗口，免去了宋代斗栱中的单材、足材的麻烦。
③大木构件的尺寸，往往高宽尺寸相差只有2寸，构件的截面形成近似方形，有肥梁胖柱之说。按结构计算结果看，檩子一类的计算弯矩应力只在国家规范木结构允许应力的1/3～1/2，梁类构件的弯矩应力也只在国家规范允许值的1/3～1/2。其结果与《营造法式》中的木构件计算是一致的，但清代大木构件的高宽比不合理。