佛罗伦萨大教堂

佛罗伦萨大教堂，这座承载着城市荣耀与梦想的宏伟建筑，其诞生源于13世纪末的一场雄心壮志。1294年，佛罗伦萨的领导者们怀揣着对未来的无限憧憬，决心建造一座能够彰显城市辉煌成就、与米兰、威尼斯等竞争城市并驾齐驱的大教堂。两年后，即1296年，这项浩大的工程在圣雷帕拉塔教堂的毗邻之地破土动工。为了呼应佛罗伦萨（Fiorenza，意为“花朵之城”）的古朴美名，这座新教堂被赋予了“花之圣母玛利亚大教堂”（Santa Maria del Fiore）的优雅称谓，而今，它更常被亲切地简称为“主教座堂”（Il Duomo）。

在大教堂的筹建过程中，佛罗伦萨市政当局列出了一个充满期待的愿景清单，其中，由建筑巨匠乔托精心设计的大型钟楼占据了举足轻重的地位。这座高达85米的钟楼，于1359年傲然矗立，不仅成为佛罗伦萨天际线上最引人注目的地标，更让邻近的比萨斜塔（高约57米）黯然失色。钟楼内悬挂着七口重逾十吨的大钟，它们的声音足以穿透晨曦，唤醒沉睡中的佛罗伦萨人前往教堂参加弥撒。遗憾的是，乔托在投身此项目的短短三年后便与世长辞，未能亲眼见证自己设计的杰作落成。他的助手安德烈亚·皮萨诺接过了这份重任，继续推动着工程的进展。

然而，皮萨诺的离世又一次为工程的连续性带来了挑战。1348年，随着皮萨诺的逝去，另一位充满抱负的建筑师弗朗切斯科·塔伦蒂接手了这一历史性的任务，并对原有计划进行了扩展。在他的主持下，大教堂的中厅、拱顶以及侧廊于1380年顺利竣工。此时，一座全新的哥特式高墙已经紧紧环绕着旧有的圣雷帕拉塔教堂，后者也因此被拆除，成为历史的一部分。

时间流转至15世纪，佛罗伦萨最杰出的雕刻家们受命创作大理石雕像，以装点大教堂的外墙。这些雕像不仅包括了宗教人物形象，还融入了当时城市中最具影响力的人物肖像。当大教堂最终落成时，它不仅成为欧洲最大的宗教建筑，更是数世纪以来艺术与建筑技艺的巅峰之作，如今已被联合国教科文组织列为世界遗产，供后人瞻仰。

在大教堂的地板上，一个不起眼的“OPA”标志静静地诉说着它的故事。这个标志代表着“大教堂工程委员会”（Opera del Duomo），一个专门负责监督大教堂工程与计划的组织，它的存在见证了整个建设过程的严谨与有序。

而提及大教堂，不得不提的就是其令人叹为观止的穹顶。这个穹顶直径超过45米，至今仍保持着世界上最大砖石穹顶的纪录。它的设计者，菲利波·布鲁内莱斯基，以其对物理学与几何学的深刻理解，创造出了这一旷世巨作。

布鲁内莱斯基的建筑智慧在穹顶的建造过程中得到了淋漓尽致的展现。他创新性地提出了从基础中心定位导向索的方法，以精确控制砖块层的上升与倾斜角度。穹顶由内外两层独立的结构组成，均采用砂浆和砖砌筑，内层厚度更是达到了惊人的两米以上。这样的设计不仅确保了穹顶的稳固性，更赋予了它独特的美学魅力。

在布鲁内莱斯基逝世后数年，采光塔这一最终的建筑特色被添加到了穹顶之上，其中珍藏着宗教圣物，为穹顶增添了几分神秘色彩。而关于穹顶建造过程中的一个细节——木质脚手架的使用，虽然历史记载并不详尽，但据推测，布鲁内莱斯基很可能利用木质脚手架来引导和校正穹顶的角度，确保其精准无误。在穹顶竣工后，这些脚手架便被拆除，留下了这座完美的建筑杰作。

穹顶的砖层排列也充满了智慧。砖块以“人字形砌法”（spina pesce）的方式纵横交错地排列，这种排列方式不仅美观，更能在建筑过程中逐渐固化，从而支撑起自身的重量。此外，数层相扣的石链和木链也起到了至关重要的作用，它们有效地防止了穹顶因自身重量而向外坍塌。

为了将沉重的建材运送至穹顶上方，布鲁内莱斯基还发明了起重机械这一创新工具。这一发明极大地提高了施工效率，使得穹顶的建造得以顺利进行。而穹顶内部的3600平方米表面上，则绘满了描绘宗教题材的湿壁画，这些壁画于16世纪完成，为穹顶增添了浓厚的文化氛围。

然而，这座宏伟穹顶的诞生并非一帆风顺。事实上，它并不在原始计划之中。1418年，佛罗伦萨市政当局举办了一场设计竞赛，旨在为新教堂上方增添一个最为雄伟的穹顶。在这场激烈的竞争中，建筑师菲利波·布鲁内莱斯基凭借其卓越的设计脱颖而出，赢得了比赛的胜利。他所设计的巨大结构使得大教堂的高度达到了114米，这一设计不仅展现了其非凡的野心，更让后世的专家们对其实现方式感到困惑不已。

在穹顶的建设过程中，布鲁内莱斯基没有采用传统的中心支撑方式，而是巧妙地让八个方向的砖层以看似不可能的60度角在顶端相连。这一创举在当时引起了极大的轰动，人们纷纷猜测他是如何完成这一壮举的。然而，布鲁内莱斯基却将这一秘密永远地带进了坟墓之中，成为大教堂穹顶永远的奥秘。如今，当我们站在这座宏伟的穹顶之下时，不禁会想起那位伟大的建筑师和他所留下的不朽传奇。

文中图片均来源于《How it works》杂志

作者：《how it works》科普团队

审核：王航 北京市市政工程设计研究总院有限公司 道交一院副总工