佛罗伦萨“穹顶工程”中的困局与解决之道

◎刘思聪

（陕西师范大学 历史文化学院，西安 710119）

佛罗伦萨“穹顶工程”中的困局与解决之道

◎刘思聪

（陕西师范大学 历史文化学院，西安 710119）

始建于14世纪的佛罗伦萨圣母百花大教堂被誉为文艺复兴时期欧洲最具创新性的划时代之作，其中大教堂的穹顶部分最为人称颂。作为拥有最大砖砌穹顶的教堂，圣母百花大教堂的“穹顶工程”自动工之日起就面对诸多工程与组织管理的问题。“穹顶工程”主要负责人布鲁内莱斯基（Brunelleschi）通过对罗马建筑万神殿等的研究，吸收并改良了众多古代的营造技术与管理经验，确保了在当时饱受争议的“穹顶工程”顺利进行并如期完成。笔者拟通过叙述这一工程项目中所需面对的诸多难题与布鲁内莱斯基的解决之道，阐明建筑工程的复杂性与借助传统经验的必要性。

佛罗伦萨；圣母百花大教堂；工程管理

进入14世纪的佛罗伦萨通过其强大的银行业、国际金融业与毛纺织业而成为欧洲最具实力的城市之一。依靠商业崛起的商人团体在自1293年在佛罗伦萨确立统治地位的同时，佛罗伦萨全城的价值观念也在他们的主导中悄然转变，狂热的宗教迷信已渐渐为现世生活的追求让位，稳定增长的财富与人口使得进一步的城市建设成为必要，出于容纳数量庞大的市民宗教庆典活动、吸引游客与朝圣者、展示城市财富与实力的考虑，佛罗伦萨开始着手圣母百花大教堂的营建并决定启用一种有别于哥特式与罗马式的全新建筑样式。最初在艺术家、石匠大师迪坎比奥的领导下，教堂主体工程于1367年初步完成，但由于当时缺乏专业而系统的营建知识与经验，教堂“穹顶工程”迟迟未能动工而搁置。但意大利境内诸城邦的竞争、未完成的教堂给佛罗伦萨市民带来的视觉与心理打击和完工后将为全城带来的巨大收益使得佛城上下无法对该工程掉以轻心，50年后的1417年，布鲁内莱斯基通过长期对罗马万神殿的研究与融合其他诸多领域的专业知识，重启了搁置已久的“穹顶工程”。

一、工程面对的诸多困局

作为世界五大教堂之一的佛罗伦萨圣母百花大教堂是意大利佛罗伦萨文艺复兴时期在建筑领域留给后人的瑰宝。而作为当时超越时代的巨作，大教堂的双层穹顶一直以来就为人所津津乐道。但伟大事物的诞生总是伴随着重重艰难险阻，自1367年至1417年，称雄亚平宁半岛的佛罗伦萨却在大教堂“穹顶工程”止步不前，就足以说明这一工程所面临的困难远非一人一时可以轻松解决。即使是随后成功破解这一困局的布鲁内莱斯基，在最初接手项目总负责人这一职位时，也面临着来自各方的压力。

（一）紧迫的工期

文艺复兴时期建筑师、建筑理论家、《论建筑》作者阿尔贝蒂曾指出，圣母百花大教堂大圆顶巨大的体量给人们一种心理的暗示——对佛罗伦萨与托斯卡纳人民的庇护。但自1367年后，搁置的“穹顶工程”不仅使初期已投入巨额资金的羊毛公会无法从中获得预期收益，原本旨在利用这一宏伟巨作在意大利彰显实力的计划也可能使佛罗伦萨沦为他人笑柄，缺少了穹顶的教堂突兀地耸立在城区中央，可以想象它除了感官上无法带来美感，生活在佛罗伦萨城内的民众也难免触景生情：这座教堂还能像我们曾期待的那样护佑我们吗？曾被寄予厚望的圣母百花大教堂成了全城亟待解决的难题。来自各方的压力使得项目管理者迫切地想将“穹顶工程”重启并尽快完工。因此，紧张的工期就是布鲁内莱斯基所要面对的首要问题。

（二）质量至上

1284年，因过于追求高度的建筑结构问题与强风所致，法国博韦大教堂数个飞扶壁不幸坍塌，这给整个教堂工程带来了毁灭性的打击。虽然事故发生在13世纪末期的哥特式建筑身上，但警钟之声仍然在百余年后的佛罗伦萨上空回荡，佛罗伦萨城市委员会认为大教堂质量关乎城市荣誉，因此决不允许发生任何问题。但在数十米高空进行的“穹顶工程”，任何建筑结构与营建上的细微问题都可能最终导致工程延期甚至穹顶坍塌，不论从资金投入还是工程进度上，这都会使得之前数十年的努力灰飞烟灭。且自公元2世纪于罗马落成的万神殿后，西欧大陆上就再无大型穹顶建筑建成，这就使得“穹顶工程”中的施工难题在当时没有类似经验值得借鉴。如何解决全新的问题并保障工程质量是布鲁内莱斯基无法轻视的问题。

（三）庞然大物带来的诸多难题

圣母百花大教堂的穹顶在立体上呈八角形，高30米，宽近43米，仅穹顶自身重量就达35000吨，这给工程的实施带来了诸多问题。首先，他们如何在如此高度建造起一个跨度巨大的穹顶。以当时之建筑工艺，巨大屋顶的营造有赖于先期在其周围搭建起的木质脚手架，作为工作平台的同时也起辅助支撑之用。但意大利当地的木材难以满足大教堂穹顶如此之大的跨度，即使是勉强搭建起的脚手架也可能因其自身复杂的结构和自重而坍塌。并且巨大的穹顶势必需要大量的人力与物力，在如此的高度和受限制的空间内指挥众多施工人员、运输大量的建材和器械，安全问题也面临重重挑战。

其次，由于时代所限，面对着超过35000吨重穹顶的布鲁内莱斯基并没有关于静力学和材料学等相关的系统知识，因此就难以严密而全面地分析建筑自身所需承受的垂直重力与水平推力等，他更多依靠的是在材料方面的经验与直觉和已经建造好的穹顶模型。在当时，起源于法国的哥特式建筑对于支撑大重量建筑多采取飞扶壁，该项技术也因长期实践而日臻成熟。但因政治等诸多因素影响，身为城市共和国的佛罗伦萨人却对王权统治下的法国哥特技术不屑一顾。因此，布鲁内莱斯基就需要另辟蹊径建造一个足够承受穹顶之重的基础支撑结构。

体量巨大的穹顶预示着该项工程的完成有赖于数量巨大的建材与相应的人工，这笔巨额的投资即使是对依靠纺织业和金融业而富甲天下的佛罗伦萨来说，在当时也是巨大的压力。一方面，佛罗伦萨城市委员会与羊毛工会等赞助者是否能保证将资金按时按量划拨是影响工程进度的一大因素；另一方面，身为项目总负责人的布鲁内莱斯基也需要合理规划工程资金的使用。作为一个以营建技术出名的建筑师，如何对项目的资金与人员进行有效的管理也是布鲁内莱斯基需要考虑的问题。

（四）多方的质疑

除上述有关工程自身的客观因素外，人们对工程的质疑与反对声也从未停止。自1367年就开始搁置的“穹顶工程”使得包括羊毛公会在内的赞助人对大教堂“穹顶工程”充满疑虑。一方面他们急于寻找能够解决难题的方案与设计师；另一方面出于经济与政治方面的考虑，他们又谨慎地对众多解决方案持怀疑态度。而布鲁内莱斯基在1417年关于“穹顶工程”大胆提出的撤销穹顶内部鹰架、穹顶采取内外双层设计、利用“人字砖砌法”螺旋上升的方案也因概念过于超前而遭到大多数同行的反对。随后布鲁内莱斯基终于成功说服城市委员会采纳他的提案，但在工程实施期间，布鲁内莱斯基仍需多次向委员会汇报工作进度以打消他们心中的疑虑。同样的舆论压力也来自市民，1420年在委员会正式任命布鲁内莱斯基为项目总负责人后，仍有大批市民认为这一决定太过草率，并提议将当时声望如日中天的吉尔贝蒂聘为其助手以此为工程提供更多保障。全新的工程难题，来自各方的舆论压力。布鲁内莱斯基需要在整个工程进程中调动所有因素以解决面临的诸多困难。

二、布鲁内莱斯基的应对之策

（一）对古罗马建筑的研究与吸取经验

在“穹顶工程”中，布鲁内莱斯基所要面对的核心问题就是：如何建造一个巨型穹顶？但如前所述，在当时没有可借鉴经验的布鲁内莱斯基只得将目光投向距离当时1300余年的古罗马建筑上。1401年在与吉尔贝蒂竞标当时佛罗伦萨“以撒受洗”青铜门项目失败后不久，布鲁内莱斯基便移居至当时已是废墟的罗马，在这座曾经无比辉煌的城市中，他如“寻宝人”一般在罗马城中探寻建筑遗迹并留下了许多建筑图画，从以万神殿为代表的罗马古建筑中，布鲁内莱斯基通过大量积累掌握了大型拱顶的建造诀窍。

首先，巨大的穹顶因其自身重量与立体结构，穹顶自身在水平方向就要承受巨大的推力。罗马万神殿的解决方法是在其巨大穹顶外部环绕七个环形铅版作为张力环（tension rings）以起到约束作用。有鉴于此，布鲁内莱斯基使用砂岩和金属进行混合制作了“石链”（stone-ties），为了确保这一设计达到预期效果，他亲自到采石场挑选石材，并在穹顶外部和砖砌内部都镶嵌了“石链”以在最大程度上保持穹顶的坚固。其次，在建筑材料上，布鲁内莱斯基也立足于古代技术进行了改进。古罗马大型建筑的成功很大程度上依赖当时成熟的混凝土技术，他们将火山灰、浮石、砖石等材料进行混合，这一材料的优点在于重量轻、定型快且坚固。但混凝土技术因年代久远已经失传，布鲁内莱斯基则创造性地使用当时较之古代密度更小的砖石与速干砂浆进行混合，并在重要部位用木材和金属进行加固。罗马万神殿的穹顶正中央采取开口设计，虽然这一设计能够在保证巨型穹顶稳固的基础上使阳光投入殿内，但在施工上却需面对一个难题，即如何在不封闭结构中保持建筑的稳定。布鲁内莱斯基的解决办法可以概括为“双层式，人型砌”，即在穹顶总体结构上修建内外双层墙体；具体施工中则将砖块以人字形将墙体环绕垒砌。内外双层墙体使得穹顶在水平方向受到更多约束而更加稳定，人型砖砌法也使得墙体垂直所受力更加均匀，大大减少了墙体开裂或坍塌的风险。

依靠汲取先人的经验与创造性的技术改进，布鲁内莱斯基简化了“穹顶工程”的流程，降低了工程的风险与开销。

（二）优化资源组织管理制度

解决工程中的技术难题只是一方面，如何在大型工程中有效组织人力物力，就成为布鲁内莱斯基需要面对的另一大困难。

因商业兴起的佛罗伦萨在“穹顶工程”开始的15世纪初，城内早已容纳了逾10万市民。因此，并不宽敞的佛罗伦萨城内并没有大型仓库可以用来存储穹顶所需的大量建材。因此，与周边建材供应商建立长久而稳定的供应链就至关重要，其中最为重要的建筑用砖即得到了“额外关照”。经过布鲁内莱斯基大致计算，建筑用砖每年用量约为40万块，但在1418年与当地砖石供应商签订的合同只能满足每两年供应20万块，因此不得不由城市委员会出面与外地供应商联络以填补缺口；至于大理石和木材，城市委员会则与当时佛罗伦萨周边著名的卡森蒂诺森林和堪比皮亚采石场签订供货协议；除此之外，大量金属从意大利西部的厄尔巴岛开采并在托斯卡纳的众多铸造厂冶炼。似乎大半个亚平宁半岛都变成了巨大的熔炉，只为锤炼出一个能够震惊世人的艺术巨作。稳定的建材供应链不仅有效地保证了工程进度，充分的先期准备也足以缓解市民与赞助者的焦虑之情。

汇集到当时最优质建材的佛罗伦萨，自然不会在工程队伍的质量上掉以轻心。佛罗伦萨城市委员会与石匠工会中超过60名石匠师傅签订了聘用合同，石匠师傅都是自幼由学徒干起，直到技艺纯熟方得晋升，因此这在最大限度上保证了工程队伍的质量。高素质的人才队伍经布鲁内莱斯基之手，赋予了更高的效率。他将整个团体分为8队，每队6至8人不等，由8位石匠大师分别领导，在八角形穹顶的八个方向分别施工。这协调了不同方向上的工程进度，合理的人员分配也避免了人浮于事与施工混乱。管理制度上，他要求石匠师傅对各自工程负责，并由各石匠大师每天检查工程质量。为了保证工程进度，又严令石匠不得无故在工程中缺勤。布鲁内莱斯基的工作并没有停留在纸上谈兵，他每天都要亲临工程现场，经常检查建筑中关键部位，并与各位石匠大师及时交流沟通，引导各队的日常工作。由于他的不懈努力，他与施工队伍之间建立起了高度信任。为了在漫长的工期中保持施工队伍的高昂斗志，当完成项目中的某个重要部分，项目组都会在工地上安排宴会并供应美酒。高素质的人才队伍，有效的组织，合理的规划和由适当激励带来的高昂士气，保证了工程的稳步推进。

三、结论与反思

1436年，承载着佛罗伦萨全城上下愿景的圣母百花大教堂穹顶最终完工。布鲁内莱斯基通过自己对罗马古建筑的不懈钻研与自己创造性的融合改良，在当时运用有限的技术与知识，完成了当时建筑领域的一项壮举。他的成就不仅在当时启发米开朗琪罗设计圣彼得大教堂穹顶，其中诸多经验也值得今天学习借鉴。

布鲁内莱斯基经常被描绘成一个建筑家或艺术家，是一个利用他的理论知识、经验和技艺规划全局的人才。他对大教堂整个项目都具有清晰的思路，使得他具备一个清晰的规划和策略。他的成功并不是仅建立在打败对手赢得竞标上，更重要的是依靠他在整个漫长工程中对工作的持之以恒。然而，教堂穹顶工程的困难并不仅仅体现在其中诸多的技术难题，还包括很多与赞助人、市民之间的问题。他必须时刻将工作进展向赞助人汇报，即便其中有人并不支持他的方案设计。但他运用效率颇高的方法与赞助者和施工队进行沟通，消除了其中诸多隐患。教堂穹顶项目虽极具创新性，但也要学习、融合其他领域的技术与组织经验。例如，材料方面，从混凝土到砖和速干砂浆的转变使得穹顶重量得以减轻；在组织方面，建立在高素质人才基础之上的合理分配与管理，将工作流程与注意事项与石匠师傅分享，并指导他们工作，确保工程得以顺利完成。

因此，包括建筑在内的所有重要成就，其成功都不可能仅依靠一个方面。除了要学习借鉴前人留下的宝贵经验，在解决问题过程中也需克服诸多难题。对历史工作者来说，分析历史尤其是重大历史事件就更需要深入当时的时代与社会，全面考虑与分析诸多方面与要素，才能得到最接近历史真相的答案。

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（责任编辑 卞建宁）

TheDilemmaandSolutionofthe"DomeProject"inFlorence

LIU Sicong
(School of history and civilization of Shaanxi Normal University,Xi’an 710062,China)

Founded in Fourteenth Century,the Florence Cathedral is hailed as the most innovative landmark of the Renaissance in Europe,where the dome of the cathedral is the most.As a church with the largest brick dome,the"Dome Project"of the Cathedral was facing a number of technical and organizational management problems.The “Dome Project”is mainly responsible by Brunelleschi,through the study of Roman architectural Pantheon,and absorption and improved the numerous ancient building technology and management experience,to ensure the highly controversial at the time the “Dome Project”running smoothly and completed on schedule.This paper attempts to describe the problems faced by the project in the face of the many problems and Brunelleschi's solution,to clarify the complexity of the construction project and the necessity of the use of traditional experience.

Florence;Florence Cathedral;Project management

K917

A

1671-9123（2016）03-0029-05

2016-07-20

刘思聪（1991-），男，江苏泰州人，陕西师范大学历史文学院硕士研究生。