圣母百花大教堂

花之圣母圣殿大圆顶和钟塔
圣母百花大教堂，又称圣母百花圣殿或花之圣母主教座堂（Cattedrale di Santa Maria del Fiore）或佛罗伦斯主教座堂，是位于意大利佛罗伦斯的一座天主教堂，是天主教佛罗伦斯总教区的主教座堂，属哥德式风格。始建于1296年，由建筑师Arnolfo di Cambio设计，并采用了精通罗马古建筑的工匠菲利波·布鲁内莱斯基的圆顶（穹顶）建造，1436年最终完工。 
主教座堂有着十九世纪哥德复兴风格的立面，出自建筑师Emilio De Fabris之手。其外部使用色调深浅不同的白、绿和粉红多色的大理石块所铺砌而成，色彩斑斓而和谐。整个主教座堂建筑群位于主教座堂广场，由主教座堂、圣若望洗礼堂和乔托钟楼构成，并被列入联合国教科文组织的世界遗产佛罗伦斯历史中心（1982年）的一部分，因此吸引了世界各地游客纷至沓来，是托斯卡尼地区的旅游胜地。圣母百花圣殿是意大利最大的圣堂之一，而其圆顶是有史以来最大的砖造穹顶。1982年，圣母百花主教座堂作为佛罗伦斯历史中心一部分被列入世界遗产。

**历史**
吉贝尔蒂的作品“天国之门”
圣若望洗礼堂位于主教座堂西边数米，7世纪即已建成，11世纪改建成现在的模样。为白色八角形罗曼式建筑。佛罗伦萨的孩童均在此受洗，包括但丁、马基雅弗利等名人。洗礼堂三扇铜门上刻有《旧约》故事的青铜浮雕，其中二扇为吉贝尔蒂所作，被米开朗基罗赞为“天国之门”。
钟塔高85米，最初于1334年由大画家乔托设计并监工，因此俗称“乔托钟塔”。属哥特式建筑，由六层方型结构向上堆叠成柱形，外墙铺白色大理石，纯净优雅。
主教座堂于1296年奠基，1347年秋天爆发黑死病迫使工程中断。1367年由全民投票决定在圣堂中殿十字交叉点上建造直径43.7米，高52米的八角形圆顶。1418年佛罗伦萨市政府公开征集能够设计并建造大圆顶的方案。精通罗马古建筑的工匠菲利波·布鲁内列斯基胜出，为总建筑师。在建造拱顶时，没有采用当时流行的“拱鹰架”圆拱木架，而是采用了新颖的“鱼刺式”的建造方式，从下往上逐次砌成。主教座堂于1436年3月25日，举行献堂典礼。百年之后，米开朗基罗在罗马圣伯多禄大殿也建了一座类似的大圆顶，却自叹不如：“我可以建一个比它大的圆顶，却不可能比它的美。”
大穹顶内部为16世纪佛罗伦萨画家乔尔乔·瓦萨里所绘巨幅天顶画《末日审判》。
中殿北墙上有乌切洛所绘《乔凡尼·阿古托纪念碑》和为纪念但丁诞辰200年所绘的《但丁与神曲》（1465年）。

**外部**

**平面和结构**
花之圣母主教座堂为「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。主教座堂的尺度非常巨大：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年就已设计了主教座堂圆顶的基本特征。主教座堂的建造工程从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主教座堂内，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，或者如同圣索菲亚主教座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，主教座堂穹顶的最大直径（42.2m）少了不足1mp=124，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p=9，而是发明了一种前所未有的工艺：他将哥特式建筑的Pointed_arch#Architecture和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，其下部墙垣已经
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，这个模型仍展出在主教座堂的博物馆（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主教座堂。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。

**参考文献**
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延伸阅读-  "The Great Cathedral Mystery" date=20181011172915 , PBS Nova TV documentary, 12 February 2014- archive-url= https://web.archive.org/web/20220417215923/https://www.e-periodica.ch/cntmng?pid=bse-re-003:1987:56::9 - archive-url= https://web.archive.org/web/20220426011445/https://www.researchgate.net/publication/265959088_Proceedings_of_the_Workshop_on_the_Structural_Cracking_of_the_Cupola_of_Santa_Maria_del_Fiore - archive-url= https://web.archive.org/web/20220216061608/https://www.jstor.org/stable/26454394 - Hunt, Don,  "Secrets of the Duomo" date=28 July 2014 , Journal, Issue 2, 2014, International Union of Bricklayers and Allied Craftworkers- url= https://www.journals.uchicago.edu/doi/pdf/10.1086/its.14_15.41781523- archive-url= https://web.archive.org/web/20220612170704/https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/21552851.2019.1686036?journalCode=rabf21 
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**外部链接**
  L'Opera del Duomo, Firenze date=20200513092253 -  Brunelleschi's Dome – en date=20100416043408 -  archive-url = https://web.archive.org/web/20150619081712/http://www.mega.it/eng/egui/monu/buq.htm -  Museums in Florence – Cathedral and Giotto Belltower date=20210415073502 -  archive-url = https://web.archive.org/web/20150930202318/http://www.florin.ms/hwalks3.html -  NGM.NationalGeographic.com 2014– 02 Il Duomo 360 Panorama View Interactive date=20180405123940 -  NGM.NationalGeographic.com 2014-02 Il Duomo Cutaway Interactive date=20180331075730 -  ngm.nationalgeographic.com 2014-02 ll Duomo Piazza 360 degree panorama interactive date=20180223010140 -  ngm.nationalgeographic.com 2014-02 Il Duomo Compared to other Domes Interactive date=20180301204822