外部

平面和结构

花之圣母大教堂为“宗座圣殿”的建筑 — 宽阔的中殿，中间是正方形的开间跨，两侧连续的走廊环绕着整个空间。 基本的方形在这些规则连续的走廊里被一再重复，十字的交叉部位，十字的侧翼以及圣坛，每个方形都由四个小方形组成，而中殿则包含了四个这样的大方形。它的形状是个在交叉处上方为一个穹顶的拉丁十字；而搁在墩柱的尖肋拱顶把中殿和侧廊分开。大教堂的尺度非常巨大：长153米，阔38米；中殿的十字交叉通道为90米阔，侧拱的高度有23米高，其圆顶更达114.5米高。

穹顶

前期设计

阿诺尔福．迪．坎比奥在1296年就已设计了大教堂圆顶的基本特征。大教堂的建造工程从15世纪起历一百多年而完成，可是其圆顶的结构未有记载。

圆顶经过一轮竞赛，最后由建筑师Neri di Fioravante以摒弃使用传统的哥特式飞扶壁的设计模型当选。圆顶没有外部的飞扶壁，其全部重量是由放在圆顶基部八角形上的肋骨所支撑，简化了整个结构，因此它比任何圆顶建筑物建得更高和更宽。

在1367年，这个新的建筑结构法首次出现于意大利文艺复兴时期，标志着中世纪哥特式风格的突破与典型的罗马式圆顶的重现。除了意大利中北部的建筑传统仍然采用哥特式飞扶壁之外，意大利建筑师都普遍认为这式样并不是主流的建筑手法，而且当时飞扶壁已被禁止在佛罗伦斯使用。就Neri的设计模型所描述：圆顶内部空间非常庞大，顶部的圆窗将光线入引入大教堂内，就像罗马的万神殿；另外圆顶被一层外壳所掩盖着，以作抵挡天气变化之用。而它建在一个没扶壁的八角形的圆屋顶座上。

工程难题

古罗马和拜占庭的穹顶是利用天然混凝土整体浇铸的，会在穹顶的起脚处产生均匀的侧向推力，又称“ 环向应力 ”。为了平衡环向应力，或者如同万神殿一般利用厚重的墙垣，或者如同圣索菲亚大教堂一般利用帆拱和侧面半穹顶。这两种作法共同的缺点是需要环绕穹顶设置大量的结构部件，因而只能远眺穹顶，在近处会被结构部件遮挡视线。为了彰显穹顶的外型，拜占庭和阿拉伯的建筑师已经开始把它高举。据此，Neri也设计了一个高高举起的穹顶，使观者在近处依然可以欣赏其轮廓。与万神殿相比，教堂穹顶的最大直径（42.2m）少了不足1m ，但是却远远比前者高得多，这进一步增大了平衡侧推力的难度。同时作为八边形基座的墙垣修建得比较薄，以致于即使恢复古罗马的工艺或者引进，也无法完成穹顶。方案设计师Neri和他的继任者都没有解决这一难题。在此后将近半个世纪的时间内，多次尝试均以倒塌收场，甚至有人断言这个穹顶永远也无法建造起来。

全新工艺

穹顶外观：白色采光亭和肋架券，砖红色蹼，褐色鼓座

为了应对挑战，伯鲁乃列斯基没有试图重现万神殿 ，而是发明了一种前所未有的工艺：他将哥特式建筑的 尖拱 （ 英语 ： Pointed_arch#Architecture ） 和 肋架券 （ 德语 ： Gewölberippe ） 技术应用到穹顶之上，把壳体结构改为框架结构。这种作法有如下的优点：

肋架券将穹顶分为八瓣，每一瓣中间的“蹼”不再承重，将应力集中到两侧肋上。由此将环向应力转化为局部应力，祇需要加强肋架起脚处。

蹼不承重，其厚度可以大大降低，由此减轻自重，减少应力。

尖拱代替圆拱，减少侧推力。

穹顶的轮廓是全新的：它将古罗马的半球体大大地拔高。它距离地面有52米（171英尺），全长44米（144英尺），可是当时托斯卡尼没有足够的木材去搭建这样大的支撑架。布鲁内莱斯基还是仿万神殿穹顶的造型，并能够在不需要木制的支撑架的情况下建造圆顶。首先，他采用以砂岩和大理石制成的双壳设计，包围着圆顶的内外层；另外由于砖的重量比石头轻和更容易成形，于是他把传统的石材换成了砖材，因此使整个圆顶的重量减轻。准备设计穹顶的时候，其墙垣已经

在整个建筑过程，布鲁内莱斯并没有公开圆顶的设计图。为了向工匠说明他的结构设计，在雕塑家多纳泰罗（Donato di Niccolò di Betto Bardi）和纳尼．迪．邦克的帮助下，他用木材和砖材造了一个圆顶模型作为指导。不过这个模型是故意不完整的，目的是确保布鲁内莱斯基对整个工程的掌控权。直至今天，这个模型仍展出在大教堂的博物馆（意大利语： Museo dell"Opera del Duomo ）中。

同时，布鲁内莱斯基亦巧妙地解决了圆顶向外分散的问题。他将一组四条石链和铁链围成桶圈状，然后成水平线把它们嵌进圆顶内部：顶部和底部各有一条，而其余两条分别平均地放置于它们之间。在第一和第二条石链之间则放置第五条木造的链条。基于圆顶呈八角形而不是圆形，因此一条简单的链条便可将全部的压力施加在八个角上，就像用桶箍挤压着圆顶。这些链条需要具有足够的坚固性，以保持其八角形形状，以免圆顶变形。由于每层砖石都是一个水平拱，受“定心”效应的影响下，压力互相抗衡，所以圆顶能在没有支架支撑下建成，正如伊斯坦布尔的圣索非亚大教堂。另一方面，那些假想的“圆形”能被包嵌于八角形的内圆顶中，这正是支撑起整个圆顶的结构。

布鲁内莱斯基采用了“鱼刺形”的模式建造圆顶，砖石从下往上逐层砌成，这样砖石的重量便能转移到距离圆顶最近的垂直肋骨。可是，外圆顶的基部和顶部分别只有60厘米（2英尺）和30厘米（1英尺）厚，这厚度并不足以包嵌这些链圈。要形成这样的“圆”链圏，我们可从两个圆顶之间的空间观察得到，布鲁内莱斯基在外圆顶的九个不同立面把其八个角的内侧加厚，从而构成九个砖石环形结构。为了抵消环向应力，外圆顶并没有嵌入链条，而全靠与内圆顶的底连接起来。

参考资料

参考书目

陈志华. 第八讲 新时代的曙光. 外国古建筑二十讲 第一版.北京:三联书店. 2002年1月: 117–134. ISBN 9787108016331 （中文） .

Charles, Victoria; Goch, Martin. Die Kunst in Italien [意大利艺术]. Die Kunst der Renaissance [文艺复兴艺术] 第一版.纽约: Parkstone International. 2007: 9–68. ISBN 9781780423395 （德文） .

胡允桓，《世界遗产之旅——上帝圣殿》，2005年，中国旅游出版社。

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