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外部

平面和結(jié)構(gòu)

花之圣母大教堂為“宗座圣殿”的建筑 — 寬闊的中殿，中間是正方形的開間跨，兩側(cè)連續(xù)的走廊環(huán)繞著整個空間。 基本的方形在這些規(guī)則連續(xù)的走廊里被一再重復(fù)，十字的交叉部位，十字的側(cè)翼以及圣壇，每個方形都由四個小方形組成，而中殿則包含了四個這樣的大方形。它的形狀是個在交叉處上方為一個穹頂?shù)睦∈郑欢鴶R在墩柱的尖肋拱頂把中殿和側(cè)廊分開。大教堂的尺度非常巨大：長153米，闊38米；中殿的十字交叉通道為90米闊，側(cè)拱的高度有23米高，其圓頂更達(dá)114.5米高。

穹頂

前期設(shè)計

阿諾爾福．迪．坎比奧在1296年就已設(shè)計了大教堂圓頂?shù)幕咎卣?。大教堂的建造工程?5世紀(jì)起歷一百多年而完成，可是其圓頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)未有記載。

圓頂經(jīng)過一輪競賽，最后由建筑師Neri di Fioravante以摒棄使用傳統(tǒng)的哥特式飛扶壁的設(shè)計模型當(dāng)選。圓頂沒有外部的飛扶壁，其全部重量是由放在圓頂基部八角形上的肋骨所支撐，簡化了整個結(jié)構(gòu)，因此它比任何圓頂建筑物建得更高和更寬。

在1367年，這個新的建筑結(jié)構(gòu)法首次出現(xiàn)于意大利文藝復(fù)興時期，標(biāo)志著中世紀(jì)哥特式風(fēng)格的突破與典型的羅馬式圓頂?shù)闹噩F(xiàn)。除了意大利中北部的建筑傳統(tǒng)仍然采用哥特式飛扶壁之外，意大利建筑師都普遍認(rèn)為這式樣并不是主流的建筑手法，而且當(dāng)時飛扶壁已被禁止在佛羅倫斯使用。就Neri的設(shè)計模型所描述：圓頂內(nèi)部空間非常龐大，頂部的圓窗將光線入引入大教堂內(nèi)，就像羅馬的萬神殿；另外圓頂被一層外殼所掩蓋著，以作抵擋天氣變化之用。而它建在一個沒扶壁的八角形的圓屋頂座上。

工程難題

古羅馬和拜占庭的穹頂是利用天然混凝土整體澆鑄的，會在穹頂?shù)钠鹉_處產(chǎn)生均勻的側(cè)向推力，又稱“ 環(huán)向應(yīng)力 ”。為了平衡環(huán)向應(yīng)力，或者如同萬神殿一般利用厚重的墻垣，或者如同圣索菲亞大教堂一般利用帆拱和側(cè)面半穹頂。這兩種作法共同的缺點是需要環(huán)繞穹頂設(shè)置大量的結(jié)構(gòu)部件，因而只能遠(yuǎn)眺穹頂，在近處會被結(jié)構(gòu)部件遮擋視線。為了彰顯穹頂?shù)耐庑?，拜占庭和阿拉伯的建筑師已?jīng)開始把它高舉。據(jù)此，Neri也設(shè)計了一個高高舉起的穹頂，使觀者在近處依然可以欣賞其輪廓。與萬神殿相比，教堂穹頂?shù)淖畲笾睆剑?2.2m）少了不足1m ，但是卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)比前者高得多，這進(jìn)一步增大了平衡側(cè)推力的難度。同時作為八邊形基座的墻垣修建得比較薄，以致于即使恢復(fù)古羅馬的工藝或者引進(jìn)，也無法完成穹頂。方案設(shè)計師Neri和他的繼任者都沒有解決這一難題。在此后將近半個世紀(jì)的時間內(nèi)，多次嘗試均以倒塌收場，甚至有人斷言這個穹頂永遠(yuǎn)也無法建造起來。

全新工藝

穹頂外觀：白色采光亭和肋架券，磚紅色蹼，褐色鼓座

為了應(yīng)對挑戰(zhàn)，伯魯乃列斯基沒有試圖重現(xiàn)萬神殿 ，而是發(fā)明了一種前所未有的工藝：他將哥特式建筑的 尖拱 （ 英語 ： Pointed_arch#Architecture ） 和 肋架券 （ 德語 ： Gew?lberippe ） 技術(shù)應(yīng)用到穹頂之上，把殼體結(jié)構(gòu)改為框架結(jié)構(gòu)。這種作法有如下的優(yōu)點：

肋架券將穹頂分為八瓣，每一瓣中間的“蹼”不再承重，將應(yīng)力集中到兩側(cè)肋上。由此將環(huán)向應(yīng)力轉(zhuǎn)化為局部應(yīng)力，祇需要加強肋架起腳處。

蹼不承重，其厚度可以大大降低，由此減輕自重，減少應(yīng)力。

尖拱代替圓拱，減少側(cè)推力。

穹頂?shù)妮喞侨碌模核鼘⒐帕_馬的半球體大大地拔高。它距離地面有52米（171英尺），全長44米（144英尺），可是當(dāng)時托斯卡尼沒有足夠的木材去搭建這樣大的支撐架。布魯內(nèi)萊斯基還是仿萬神殿穹頂?shù)脑煨?，并能夠在不需要木制的支撐架的情況下建造圓頂。首先，他采用以砂巖和大理石制成的雙殼設(shè)計，包圍著圓頂?shù)膬?nèi)外層；另外由于磚的重量比石頭輕和更容易成形，于是他把傳統(tǒng)的石材換成了磚材，因此使整個圓頂?shù)闹亓繙p輕。準(zhǔn)備設(shè)計穹頂?shù)臅r候，其墻垣已經(jīng)

在整個建筑過程，布魯內(nèi)萊斯并沒有公開圓頂?shù)脑O(shè)計圖。為了向工匠說明他的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在雕塑家多納泰羅（Donato di Niccolò di Betto Bardi）和納尼．迪．邦克的幫助下，他用木材和磚材造了一個圓頂模型作為指導(dǎo)。不過這個模型是故意不完整的，目的是確保布魯內(nèi)萊斯基對整個工程的掌控權(quán)。直至今天，這個模型仍展出在大教堂的博物館（意大利語： Museo dell"Opera del Duomo ）中。

同時，布魯內(nèi)萊斯基亦巧妙地解決了圓頂向外分散的問題。他將一組四條石鏈和鐵鏈圍成桶圈狀，然后成水平線把它們嵌進(jìn)圓頂內(nèi)部：頂部和底部各有一條，而其余兩條分別平均地放置于它們之間。在第一和第二條石鏈之間則放置第五條木造的鏈條。基于圓頂呈八角形而不是圓形，因此一條簡單的鏈條便可將全部的壓力施加在八個角上，就像用桶箍擠壓著圓頂。這些鏈條需要具有足夠的堅固性，以保持其八角形形狀，以免圓頂變形。由于每層磚石都是一個水平拱，受“定心”效應(yīng)的影響下，壓力互相抗衡，所以圓頂能在沒有支架支撐下建成，正如伊斯坦布爾的圣索非亞大教堂。另一方面，那些假想的“圓形”能被包嵌于八角形的內(nèi)圓頂中，這正是支撐起整個圓頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)。

布魯內(nèi)萊斯基采用了“魚刺形”的模式建造圓頂，磚石從下往上逐層砌成，這樣磚石的重量便能轉(zhuǎn)移到距離圓頂最近的垂直肋骨?？墒牵鈭A頂?shù)幕亢晚敳糠謩e只有60厘米（2英尺）和30厘米（1英尺）厚，這厚度并不足以包嵌這些鏈圈。要形成這樣的“圓”鏈圏，我們可從兩個圓頂之間的空間觀察得到，布魯內(nèi)萊斯基在外圓頂?shù)木艂€不同立面把其八個角的內(nèi)側(cè)加厚，從而構(gòu)成九個磚石環(huán)形結(jié)構(gòu)。為了抵消環(huán)向應(yīng)力，外圓頂并沒有嵌入鏈條，而全靠與內(nèi)圓頂?shù)牡走B接起來。

參考資料

參考書目

陳志華. 第八講 新時代的曙光. 外國古建筑二十講 第一版.北京:三聯(lián)書店. 2002年1月: 117–134. ISBN 9787108016331 （中文） .

Charles, Victoria; Goch, Martin. Die Kunst in Italien [意大利藝術(shù)]. Die Kunst der Renaissance [文藝復(fù)興藝術(shù)] 第一版.紐約: Parkstone International. 2007: 9–68. ISBN 9781780423395 （德文） .

胡允桓，《世界遺產(chǎn)之旅——上帝圣殿》，2005年，中國旅游出版社。

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