聖母百花大教堂，又稱聖母百花聖殿或花之聖母主教座堂或佛羅倫斯主教座堂，是位於義大利佛羅倫斯的一座天主教堂，是天主教佛羅倫斯總教區的主教座堂，屬哥德式風格。始建於 1296 年，由建築師設計，並採用了精通羅馬古建築的工匠菲利波布魯內萊斯基的圓頂（穹頂）建造，1436 年最終完工。 主教座堂有著十九世紀哥德復興風格的立面，出自建築師之手。其外部使用色調深淺不同的白、綠和粉紅多色的大理石塊所鋪砌而成，色彩斑斕而和諧。整個主教座堂建築群位於主教座堂廣場，由主教座堂、聖若望洗禮堂和喬託鐘樓構成，並被列入聯合國教科文組織的世界遺產佛羅倫斯歷史中心（1982 年）的一部分，因此吸引了世界各地遊客紛至沓來，是托斯卡尼地區的旅遊勝地。聖母百花聖殿是義大利最大的聖堂之一，而其圓頂是有史以來最大的磚造穹頂。1982 年，聖母百花主教座堂作為佛羅倫斯歷史中心一部分被列入世界遺產。 歷史 聖若望洗禮堂位於主教座堂西邊數米，7 世紀即已建成，11 世紀改建成現在的模樣。為白色八角形羅曼式建築。佛羅倫薩的孩童均在此受洗，包括但丁、馬基雅弗利等名人。洗禮堂三扇銅門上刻有《舊約》故事的青銅浮雕，其中二扇為吉貝爾蒂所作，被米開朗基羅讚為 天國之門。 鐘塔高 85 米，最初於 1334 年由大畫家喬託設計並監工，因此俗稱 喬託鐘塔。屬哥特式建築，由六層方型結構向上堆疊成柱形，外牆鋪白色大理石，純淨優雅。 主教座堂於 1296 年奠基，1347 年秋天爆發黑死病迫使工程中斷。1367 年由全民投票決定在聖堂中殿十字交叉點上建造直徑 437 米，高 52 米的八角形圓頂。1418 年佛羅倫薩市政府公開徵集能夠設計並建造大圓頂的方案。精通羅馬古建築的工匠菲利波布魯內列斯基勝出，為總建築師。在建造拱頂時，沒有采用當時流行的 拱鷹架 圓拱木架，而是採用了新穎的 魚刺式 的建造方式，從下往上逐次砌成。主教座堂於 1436 年 3 月 25 日，舉行獻堂典禮。百年之後，米開朗基羅在羅馬聖伯多祿大殿也建了一座類似的大圓頂，卻自嘆不如：我可以建一個比它大的圓頂，卻不可能比它的美。 大穹頂內部為 16 世紀佛羅倫薩畫家喬爾喬瓦薩里所繪巨幅天頂畫《末日審判》。 中殿北牆上有烏切洛所繪《喬凡尼阿古託紀念碑》和為紀念但丁誕辰 200 年所繪的《但丁與神曲》（1465 年）。 外部 平面和結構 花之聖母主教座堂為「宗座聖殿」的建築 寬闊的中殿，中間是正方形的開間跨，兩側連續的走廊環繞著整個空間。 基本的方形在這些規則連續的走廊裡被一再重覆，十字的交叉部位，十字的側翼以及聖壇，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的拉丁十字；而擱在墩柱的尖肋拱頂把中殿和側廊分開。主教座堂的尺度非常巨大：長 153 米，闊 38 米；中殿的十字交叉通道為 90 米闊，側拱的高度有 23 米高，其圓頂更達 1145 米高。 穹頂 前期設計 阿諾爾福．迪．坎比奧在 1296 年就已設計了主教座堂圓頂的基本特徵。主教座堂的建造工程從 15 世紀起歷一百多年而完成，可是其圓頂的結構未有記載。 圓頂經過一輪競賽，最後由建築師 Neri di Fioravante 以摒棄使用傳統的哥特式飛扶壁的設計模型當選。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，簡化了整個結構，因此它比任何圓頂建築物建得更高和更寬。 在 1367 年，這個新的建築結構法首次出現於義大利文藝復興時期，標誌著中世紀哥特式風格的突破與典型的羅馬式圓頂的重現。除了義大利中北部的建築傳統仍然採用哥特式飛扶壁之外，義大利建築師都普遍認為這式樣並不是主流的建築手法，而且當時飛扶壁已被禁止在佛羅倫斯使用。就 Neri 的設計模型所描述：圓頂內部空間非常龐大，頂部的圓窗將光線入引入主教座堂內，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，會在穹頂的起腳處產生均勻的側向推力，又稱「環向應力」。為了平衡環向應力，或者如同萬神殿一般利用厚重的牆垣，或者如同聖索菲亞主教座堂一般利用帆拱和側面半穹頂。這兩種作法共同的缺點是需要環繞穹頂設定大量的結構部件，因而只能遠眺穹頂，在近處會被結構部件遮擋視線。為了彰顯穹頂的外型，拜占庭和阿拉伯的建築師已經開始把它高舉。據此，Neri 也設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，主教座堂穹頂的最大直徑（422m）少了不足 1m，但是卻遠遠比前者高得多，這進一步增大了平衡側推力的難度。同時作為八邊形基座的牆垣修建得比較薄，以致於即使恢復古羅馬的工藝或者引進，也無法完成穹頂。方案設計師 Neri 和他的繼任者都沒有解決這一難題。在此後將近半個世紀的時間內，多次嘗試均以倒塌收場，甚至有人斷言這個穹頂永遠也無法建造起來。 全新工藝 為了應對挑戰，伯魯乃列斯基沒有試圖重現萬神殿，而是發明瞭一種前所未有的工藝：他將哥特式建築的和技術應用到穹頂之上，把殻體結構改為框架結構。這種作法有如下的優點： 肋架券將穹頂分為八瓣，每一瓣中間的「蹼」不再承重，將應力集中到兩側肋上。由此將環向應力轉化為區域性應力，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，減少應力。 尖拱代替圓拱，減少側推力。 穹頂的輪廓是全新的：它將古羅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。布魯內萊斯基還是仿萬神殿穹頂的造型，並能夠在不需要木製的支撐架的情況下建造圓頂。首先，他採用以砂岩和大理石製成的雙殼設計，包圍著圓頂的內外層；另外由於磚的重量比石頭輕和更容易成形，於是他把傳統的石材換成了磚材，因此使整個圓頂的重量減輕。準備設計穹頂的時候，其下部牆垣已經 在整個建築過程，布魯內萊斯並沒有公開圓頂的設計圖。為了向工匠說明他的結構設計，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。不過這個模型是故意不完整的，目的是確保布魯內萊斯基對整個工程的掌控權。直至今天，這個模型仍展出在主教座堂的博物館（義大利語：Museo dellOpera del Duomo）中。 同時，布魯內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，然後成水平線把它們嵌進圓頂內部：頂部和底部各有一條，而其餘兩條分別平均地放置於它們之間。在第一和第二條石鏈之間則放置第五條木造的鏈條。基於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。由於每層磚石都是一個水平拱，受「定心」效應的影響下，壓力互相抗衡，所以圓頂能在沒有支架支撐下建成，正如伊斯坦布林的聖索非亞主教座堂。另一方面，那些假想的「圓形」能被包嵌於八角形的內圓頂中，這正是支撐起整個圓頂的結構。 布魯內萊斯基採用了「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移到距離圓頂最近的垂直肋骨。可是，外圓頂的基部和頂部分別只有 60 釐米（2 英尺）和 30 釐米（1 英尺）厚，這厚度並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，布魯內萊斯基在外圓頂的九個不同立面把其八個角的內側加厚，從而構成九個磚石環形結構。為了抵消環向應力，外圓頂並沒有嵌入鏈條，而全靠與內圓頂的底連線起來。 參考文獻 參考書目 胡允桓，《世界遺產之旅 上帝聖殿》，2005 年，中國旅遊出版社。 Library of Congress permalink in line presentation 延伸閱讀 The Great Cathedral Mystery PBS Nova TV documentary 12 February 2014 Hunt Don Secrets of the Duomo Journal Issue 2 2014 International Union of Bricklayers and Allied Craftworkers ref Ricci Massimo Il genio di Brunelleschi e la costruzione della Cupola di Santa Maria del Fiore Livorno Casa Editrice Sillabe Srl April 2014 The genius of Filippo Brunelleschi and the construction of the dome of Santa Maria del Fiore The book is the result of forty years of research on the secret technique with which Brunelleschi built the Dome of Santa Maria del Fiore in Florence Ricci makes the case for the dome being an inverted arch and uses a herringbone pattern spina a pesce for the domes bricks Vereycken Karel The Secrets of the Florentine Dome Schiller Institute 2013 Translation from the French Les secrets du dôme de Florence la revue Fusion n 96 Mai Juin 2003 外部連結 LOpera del Duomo Firenze Brunelleschis Dome en Museums in Florence Cathedral and Giotto Belltower NGMNationalGeographiccom 2014 02 Il Duomo 360 Panorama View Interactive NGMNationalGeographiccom 201402 Il Duomo Cutaway Interactive ngmnationalgeographiccom 201402 ll Duomo Piazza 360 degree panorama interactive ngmnationalgeographiccom 201402 Il Duomo Compared to other Domes Interactive S Category 佛羅倫薩宗座聖殿 Category 義大利天主教主教座堂 Category 包含子午線的建築物 Category1436 年建立