【工法】圓頂是怎麼蓋的?六百年來弗羅倫斯大教堂的謎題

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Posted on 八月 24, 2014

義大利弗羅倫斯聖母百花大教堂的圓頂高達114公尺,由天才建築家菲利浦‧布魯涅列斯基設計建造,直到今天仍是世上最大未使用鷹架或外部支撐物的磚造圓頂,即使竣工至今已近六個世紀,仍是讓人讚嘆的天才之作。

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這座圓頂壯麗宏偉而富含藝術性,設計之初就是為了將文藝復興早期在義大利的所有其他建築都比下去,並讓弗羅倫斯的聲望超越包括米蘭在內的對手城市。儘管當時許多人認為要建造這樣的圓頂無論是規模或野心都太過龐大,從未受過正規建築訓練的布魯涅列斯基還是成功了,而且即使到今天,專家還是無法完全參透他所使用的建築工法……

撰文:湯姆·米勒Tom Mueller
攝影:戴夫·約德Dave Yoder
翻譯:陳昊
公元1418年,佛羅倫薩的地方官們終於解決了一個擱置數十年的大難題:本地主教座堂屋頂上的大洞。年復一年,聖母百花大教堂的主祭台——或者說本應安置主祭台卻一直空缺著的位置——暴露在冬雨的浸淋與夏日的曝曬下。這些官員的前輩們於1296年開始建設該教堂,為的是展現佛羅倫薩的地位。當時的佛羅倫薩是歐洲經濟與文化中心之一,靠著金融業及羊毛和絲綢貿易富足起來。後經決定,要在這座教堂上建成世界上最大的穹頂,以此作為佛羅倫薩榮耀的象徵。

影片僅是嘗試功能,版權出處國家地理雜誌-中文網http://www.ngtaiwan.com/7666(若愈看本文內容影片請與A-MO先生聯絡-他會說:kiwimomo)
然而,直到許多年後,仍無人想出一個可行的方案來修建這座寬45米、始於離地55米的高空、架置在現有高牆之上的穹頂。困擾教會長老的還有其他問題:那時候,佛羅倫薩北方的競爭對手,如米蘭等城市,偏好傳統的哥特式建築風格,採用飛扶壁和尖拱等建築結構,因此佛羅倫薩想要迴避這些特點。但是要想在如此龐大的建築中實現這種方案,哥特式的這些特點是當時僅有的解決辦法。不用飛扶壁和尖拱,能否搭建起重達數万噸的穹頂?托斯卡納區有沒有足夠的木材來搭建腳手架和模板,以塑造穹窿形的砌體?現有牆壁要求穹頂底部為八角形,搭建成八片切開的餡餅的樣子,這樣的砌體向頂點傾斜,會不會導致向內坍塌?沒人知道答案。

因此,1418年,憂心忡忡的地方官們宣佈公開徵集理想的穹頂設計方案,勝出者將獲得200弗羅林金幣的豐厚獎金,並可能永垂史冊。當年的頂尖建築師們紛紛湧至佛羅倫薩呈上自己的方案。這項工程從始至終被疑慮、恐懼、創意保密性及市民榮譽感等各種行為與情緒所籠罩,像是圍繞著它織成一幅繪滿傳奇故事的掛毯。穹頂的建築過程演變成一則講述佛羅倫薩人智慧的寓言,也成為關於意大利文藝復興之起源的神話。

這段歷史最初寫成的時候,失敗者們的形象十分不堪。據說,其中一個參與競爭的建築師提出在教堂中央豎起一根巨大的立柱,用它來支撐穹頂。另一人建議採用“海綿石”(可能是一種多孔的火山岩)以減輕重量。據早期傳說中所述,還有一位建築師提議用泥土混合錢幣堆成山,用作腳手架,穹頂竣工後,前來翻找錢幣的市民們就會把腳手架清走,不用花費一點工錢。

我們確切知道的是,另一位參選人,一個其貌不揚、個子不高、脾氣不小,名叫菲利波·布魯內萊斯基的金匠許下諾言,說他要建造兩層穹頂,一層套一層,並且不用繁複且昂貴的腳手架。但他拒絕解釋具體的實現過程,因為擔心競爭者會竊取他的創意。布魯內萊斯基的頑固不化導致他與長老之間展開激烈爭吵,後者兩次將他拘禁,並把他強制驅逐,指責他為“跳梁小丑和說大話者”。

儘管如此,布魯內萊斯基神秘的設計方案還是引發他們的遐想——或許是因為他們早就知道這個跳梁小丑加大話王實際上是個天才。在早年的金匠學徒期,布魯內萊斯基就已經掌握了繪畫、木刻、銀雕與銅雕、寶石鑲嵌、烏銀裝飾及搪瓷技藝。後來,他又對光學進行了研究,對傳動裝置、重力與運動進行試驗,造出多種精巧的鐘錶,其中包括歷史上最早的鬧鐘之一。他把自己在理論及機械操作方面的知識運用到對自然世界的觀察中,憑一己之力摸索出直線透視的原理。他花了幾年時間在羅馬對古建築進行測量、繪圖,並用自己的暗號記下其中隱藏的建築學秘密。實際上,布魯內萊斯基的一生看起來就像是個漫長的學徒期,一直在為建設佛羅倫薩翹首以盼的世界上最美麗、最實用、最顯榮耀、最具權威的穹頂做準備。

第二年,長老們與布魯內萊斯基見了幾次面,聽他透露關於其計劃的更多細節。他們逐漸開始明白這一方案究竟有多麼天才(同時也充滿風險)。布魯內萊斯基設計的穹頂分為內外兩層,從教堂內部可以看見內層,外層罩在內層之上,更大更高。龐大建築的重量產生向外分散的“環向應力”,可能會導致建築開裂或坍塌,為抵消這種應力,他計劃用石製、鐵製和木製鏈條把牆體圍起來,就像木桶上的桶圈一樣。他說,他會用石頭搭建最初的17米,之後會換成更輕的材料,海綿石或者磚塊。他還向長老們保證,他可以不用傳統的從地面搭起的腳手架。由於該方案能夠節省大量木材與人力,長老們欣然接受。

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