圣母百花大教堂的穹顶是如何建成的？

CORPUS MAGNI JNGENII VIRI PHILPPI BRUNELLESCHI FIORENTINI

伟大的佛罗伦萨天才菲利波·布鲁内列斯基遗体长眠于此

1418年的夏季，在羊毛公会的主持下，佛罗伦萨又一次公布了 圣母百花大教堂 的竞标。

圣母百花大教堂，从设计之初便以基督世界最大的教堂为目标，即便是佛罗伦萨街边最破落的小贩也会为之骄傲。可这本该最伟大的教堂，从1296年奠基以来，一直到现在都没有修建完成。

这个 43米 的中厅上如果能有一个穹顶，她的跨度将超过罗马万神庙保持了千年的记录，成为人类历史上的又一个里程碑，绝对会成为一个超越宗教、超越工程的人类奇迹。但整整百年，佛罗伦萨没有一人能撑起如此宏伟的愿景。

虽说如此，佛罗伦萨的人民却从来没有放弃过尝试。在1366年的那一轮竞标中， 聂里 似乎就要触碰到那个答案了。

当时，同聂里对垒的 吉奥瓦尼 提出：使用哥特建筑的 飞扶壁 来抵消巨大穹顶带来的侧推力。

哥特建筑的技术在当时已经非常成熟。虽然在座的评审们都清楚，飞扶壁绝对是一个稳妥的选择。可是作为罗马土地上的后裔，他们偏不想如此。对哥特的地域黑在亚平宁半岛一直很有市场，甚至后世意大利人瓦萨里在《艺苑名人录》中充满鄙夷地写到：

新的建筑师们为当时的野蛮民族创造了一种新的建筑风格，我们称它为‘哥特式’；在他们的眼里，哥特式建筑美妙无比，但在我们现代人看来，却是那么滑稽可笑。

评委们对飞扶壁方案的评论就是： 丑陋且笨拙的权宜之计 。

可不使用飞扶壁，43m圆拱带来的侧推力如何应对？聂里提出了一个看起来似乎可行的方案：

首先就是使用 尖拱 代替圆拱

拱的弧度选择了 五分之一尖拱 ，能减少一半左右的侧推力

然后使用某种东西，在容易破裂的地方 箍 起来，就像是葡萄酒桶外面的铁圈一样。

再使用 骨架肋 与 双层外壳 来减轻整个穹顶的重量。外壳为内壳遮挡风雨，内壳作为主要支撑。

最终使用 采光亭 将整个屋顶压住

穹顶和采光塔

似乎这漫长的教堂马拉松就要在1366年走向大结局了，不甘心的 吉奥瓦尼 提出了一个致命的问题： 这个设计能保证稳定吗 ？

在那个没有计算与模拟的年代，谁能保证呢？更何况面对的是注定会写进历史书中的圣母百花大教堂。或许因为信心不足，或许因为有太多不确定，在1366年画上的不是一个句号，而是又一个逗号。

但 聂里 所设计的穹顶的的确确拨动了每一个佛罗伦萨人的内心。他的 模型 被供奉在没有穹顶的教堂旁，每年建筑师、牧师、石匠、木匠甚至无关的市民，都会地在这个模型旁思考，宣告自己要建成教堂的决心，同时等待一个人，一个天才的出现。

那个天才—— 菲利波·布鲁内列斯基 ，也许同所有人一样，也在这个模型前日复一日地思考，有了自己的答案。

五个月后， 菲利波·布鲁乃列斯基 带着他精心制作的模型参赛，最后入选的有两个人，一位自然是菲利波，而另一位，是菲利波的老熟人： 洛伦佐·吉贝尔蒂 。

菲利波和洛伦佐第一次遇见是在 圣吉奥瓦尼洗礼堂 的青铜门竞标上，那时两人都还是二十出头的小伙子。

圣吉奥瓦尼洗礼堂

这座洗礼堂就在圣母百花大教堂前面。全佛罗伦萨的小孩都在这里洗礼，能赢下这个竞标，绝对会声名大噪。

竞赛的内容是每位参赛的人用4片，共重34公斤的青铜门创作《创世纪》中亚伯拉罕将自己独子以撒献为燔祭的故事。

洛伦佐·吉贝尔蒂

洛伦佐 面香和善，乐于沟通。他向其他的艺术家、雕刻家、裁判团甚至八竿子打不着的路人请教，根据他们的批评修改自己的作品。

菲利波·布鲁内列斯基

菲利波长相和好看两个字离得很远。用薄伽丘在《十日谈》中的一句话来形容就是

“大自然经常在面貌极端丑恶的人身上，播下奇才的种子”

菲利波的脾气也不好，他有着天才特有的 自大、暴躁与固执 ，不愿与他人共事，他认为别人会剽窃他的成果，并一生都在为保护自己的成果而别扭地斗争。

圣吉奥瓦尼洗礼堂的青铜门竞标成果

没人看好的两个小伙子，最终分别夺得了比赛的第一（左图）与第二（右图），菲利波第二。

在那之后， 菲利波 便放弃雕刻，离开佛罗伦萨，在 罗马 逗留了15年，致力于研究 古罗马的废墟与建筑 。而洛伦佐花了22年来完成他赢得的竞标，这个青铜门也成为了佛罗伦萨最伟大的杰作之一。

一晃快20年，两人再一次见面，便是现在。固执的菲利波或许想着这一次要夺得头筹，但评委会给出的答案是 两人共同担任总建筑师 。

据说青铜门竞标时评委便让两人共同完成，但不愿与人共事的菲利波断然拒绝。而这一次，为了理想，菲利波再有不甘，也只能同意这个安排。

菲利波 此时虽然还没有建筑作品，但已经研究古罗马建筑多年，还发明了 透视画法 ，经验十分丰富。反观洛伦佐，从未接触过建筑相关的项目。为何两人能同时成为总建筑师？这多半和菲利波的脾气有关。

这次竞标的主要目标是如何将 聂里 美好的设想转化为现实。这其中有两个关键点： 拱鹰架如何搭建 、 如何保证施工精度 。

第一个问题：拱鹰架

拱鹰架类似于浇灌混凝土时的模架。

因为拱只有在搭建完成后才能自承重，因此需要拱鹰架做 临时支撑 。而这个穹顶跨度和高度都过于巨大，哪怕把整个佛罗伦萨乃至托斯卡纳地区的树砍完或许都不够使用。

第二个问题：施工精度

在缺乏测量手段的当时，一条隧道修成两条隧道、两头架桥没法合拢的问题经常存在。圣母百花大教堂中厅的平面是八边形，八条边如何才能对上是个大问题。

菲利波声称两个问题他都能解决。

第一个问题的答案是惊世骇俗的： 不使用拱鹰架 。当评委追问如何做到时，他却拒绝透露任何一点点的细节。

至于第二个问题，因为菲利波害怕被剽窃，所以 不保留任何手稿 的习惯，让今天的人们还是不知道他如何做到的。学界仅有几种猜想，至于对错，只能交给后人来解答了。

菲利波如何说服羊毛工会的一众评委？，民间流传着一则趣闻。

菲利波说服众人

竞标期间菲利波说，谁能把鸡蛋立起来我就把做法告诉他，众人莫衷一是之时，菲利波拿起鸡蛋，咔一下把底端打碎立在桌上，说：答案就是这么简单，你们知道了我的想法一定会剽窃去说成自己的。

就像是达芬奇画鸡蛋一样，这个故事只是平添了几分津津乐道话题。

虽然我们不知道菲利波如何说服了评委，但面对如此固执的菲利波，评委能让他与洛伦佐一同担任总建筑师也是非常大胆的决定了。

最终，这次竞标确定了使用菲利波的设计，并且在计划中写道：使用 双层外壳 、 使用肋拱 、 使用箍条 、 不使用拱鹰架 。至于如何实现，除了菲利波，谁也不知道。

无论菲利波再怎么隐藏自己的设计，在开始建造时，他的想法或多或少肯定会流露出来。

1413

1420年，菲利波正式作为总建筑师开始工作，中厅的鼔座也早在1413年建造完毕。

为了能让材料顺利提升到50m高的鼔座之上，菲利波发明了 可倒挡的“ 牛吊车 ”、可转向的起重机“ 城堡 ”等等器械，这极大地增强了评委的信心。

牛吊车

正式开始施工后，洛伦佐被菲利波所排挤，菲利波成为了事实上唯一的总建筑师。虽然洛伦佐略有反抗，但他手中好几个雕刻的大单子让他也无心顾及这边。

1423

1423年，开始铺设 第一条石链 ，石链像铁轨一样铺设，形成箍条，来抵抗侧推力。石条和石条互相咬合，或者用金属固定，达成稳固。

1423

底层使用较为厚重的 石材 ，并且整体厚度达到了 5m

1425

八个端部设立主肋

一共有 8条肋 ，两两为一对，形成 4对肋拱 ，像是四个拱门，就算没有其他三对肋拱， 单独一个肋拱也能自承重

这几条肋拱使用 模板 来确定形状和弧度，找到一个足够巨大的空地，在地上按照图纸1:1绘制形状，再用木板、铁皮固定，最后拉到工地上，保证肋是按照五分之一尖拱的曲率砌筑。

肋拱的曲率确定后，需要保证每一块砖该落到对的地方。

目前唯一的共识是他们一定是使用了 绳子 来给砖定位，但绳子是如何拉的，各种说法就各有道理。

按照这种方式再继续往上砌筑，等到倾斜角度开始变大似乎砖块仍然固定不住，菲利波的神奇的魔法呢？

其实，如果是一个完整的圆，只要 一圈一圈同时往上砌筑 ，是能做到自承重不使用拱鹰架，但工人没办法所有人同时砌一圈砖，因此需要 依靠砖与砖之间的摩擦力来临时固定还没有成圈的砖 。

就此，菲利波给出了两个答案：

第一个：增加肋拱的数量

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在两个肋之间增加一对次肋，让砖更好地固定

第二个：改变砌砖的方式

传统的砌砖方式因为是 垂直受力 ，所以水平方向有通缝也没关系，但是在穹顶中仍然存在通缝的话，垂直方向非常容易坍塌

螺旋砌筑

菲利波在水平砌筑的砖中间插入 垂直的砖 ，将水平方向 通缝打断 ，整体性更强。同时垂直的砖还像书立一样，能卡住水平方向的砖，能用来 临时固定还没有成圈的砖 。

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当穹顶开始有弧度时，改用质量更 轻便的砖 ，内壳厚度在2-3m。 外壳也改用 砖材 ，外壳厚度在1-2m，内外壳之间通道能有1.2m宽，供人通行。

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按照这个方法继续再向上砌筑

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在容易被侧推力破坏的地方增加使用 木链 ，整条木链由金属与木材制成，具有非常好的抗拉性能

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再向上砌筑好外壳

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接近弧度1/3的地方设置 第二层石链

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内外壳之间的楼梯

在第二层石链上砌筑一个 可通行的通道 ，并设置 楼梯 联通一二层石链平台

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再继续按照这种方式往上砌筑

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因为穹顶越往上越薄，外壳较薄出增加 横向肋

1433

之后的工程非常顺利，1433年就完成了 第三层石链 。

1435

1435年完成了 第四层石链 ，在确定真的可以不使用拱鹰架后，工程加快了许多。之后的施工除了因为高层政变工程有些许延误外，整体都非常顺利。

1436

1436年的8月30日， 非索列主教 在早上9点攀登至圣母百花大教堂穹顶的顶端，砌上最后一块石头。这时，喇叭和横笛齐鸣，教堂钟声大作，周遭挤满了围观的群众。总建筑师们走进圆顶，共同享用美食。 历时16年 ，佛罗伦萨人民心中的梦想终于完成。

这也是菲利波·布鲁内列斯基一生中最荣耀的时刻。佛罗伦萨的人们坚信这个穹顶是菲利波的聪明才智带来的，是菲利波设计的穹顶结构、是菲利波大胆地不使用拱鹰架、是菲利波发明的神奇机器，都是菲利波带来了佛罗伦萨的荣耀。

1446

菲利波现在还不能停歇，因为还差最后一个任务： 采光亭 。他马不停蹄地又参加到采光亭的竞标当中。

他一生中最担心的事情还是发生了，他之前的助手 安东尼奥·马内蒂 剽窃了他许多的设计，一起参与了投标，虽然竞标失败，但他最终还是在1452年成为了新的总建筑师。

彼时，菲利波仍作为总建筑师参加工程，但他还是没能看到圣母百花大教堂绽放的时刻。

1446年4月，就在红衣主教安东尼诺为采光亭献上第一块石头后的一个月， 69岁 的菲利波因一场疾病便与世长辞。

他终生未娶，似乎将自己的所有都奉献给了圣母百花大教堂。最终他被葬在自己倾注一生的穹顶之下，他的墓穴在南侧廊下面，聂里那座曾经可望不可即的模型，过去就供奉在不远的地方。

他的墓穴非常简朴，上面的碑文写到：

CORPUS MAGNI JNGENII VIRI PHILIPPI BRUNELLESCHI FIORENTINI

伟大的佛罗伦萨天才菲利波·布鲁内列斯基遗体长眠于此

菲利波·布鲁内列斯基的雕像

人们把他的雕像放置在大教堂大门的右侧，一直注视着自己创造的圣母百花大教堂。

在他之前，“ 天才 ”从来都不是建筑师的形容词，中世纪的建筑师只是石匠或者木匠的一种，是粗俗低下的工艺，而不是高尚的职业。自他开始，米开朗基罗、阿尔伯蒂、帕拉迪奥这些建筑天才才开始被世人所赞美。

圣母百花大教堂从一开始就采用了当时教会排斥的 集中式穹顶 。她的成功让大家对菲利波的才智无可置疑，他从罗马的废墟中探求回人类的自己的历史，发扬光大，开出了文艺复兴的报春花，这是人类的荣耀。

参考文献：

《营造小史 圆顶的故事》罗斯·金

《New studies on Brunellecshi's Dome in Florence》L. Giorgi & P.Matracchi

Great Cathedral Mystery - PBS Nova - Documentary

Massimo Ricci - 25 febbraio 2020

Construcción y restauraciones de la Cúpula de Santa María dei Fiori en Florencia

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