Die Kuppel von S. Maria del Fiore
Bald nach dem Tod des ersten Dombaumeisters, Arnolfo di Cambio (um 1240/45–1302/1310), war das gewaltige Unternehmen des Dombaus von Florenz ins Stocken geraten. Ab 1331 übernahm die mächtigste und reichste Florentiner Zunft, die Zunft der Wollhändler (arte della lana) die Verantwortung für den weiteren Bau. Um diese Zeit bis zu seinem Tod (1337) war Giotto Dombaumeister. Er konzentrierte sich auf die Errichtung des Glockenturms (Campanile), für den sich ein Riss erhalten hat, der sich vermutlich auf seine Planung bezieht. Nach der großen Pest von 1348, die zu einem erneuten Baustopp führte, wurde 1355 die Vergrößerung des ursprünglichen Bauplans beschlossen. Francesco Talenti erstellte ein neues Modell, das ein Langhaus mit drei Jochen vorsah. Dieses Modell, dessen Fassade in einem Wandbild der Loggia del Bigallo von 1342 überliefert ist, sah bereits eine Kuppel über der Vierung vor, wie in einem Fresko von 1356 in in der Spanischen Kapelle in S. Maria Novella zu sehen ist. Ein Jahr später wurde jedoch beschlossen, das Langhaus auf vier Joche zu verlängern. 1367/8 einigte man sich nach vielen Querelen auf ein neues Modell, was zur Folge hatte, dass alle älteren Modelle zerstört wurden, um damit jeden Zweifel an der absoluten Gültigkeit der nun beschlossenen Planung zu beseitigen.
Aus den wenigen Daten zur Baugeschichte geht ein bemerkenswertes Faktum hervor: seit 1368 baute man nach einem Plan, dessen schwierigstes und für die Wirkung entscheidendes Bauglied eine Kuppel sein sollte, für deren Ausführung die technische Expertise noch nicht vorhanden war. Das Problem lag darin, dass man „nach aller Erfahrung für die Einwölbung ein hölzernes Lehrgerüst benötigte, über dem die acht Kuppelwalme aufgemauert werden konnten, doch befürchtete man, daß das Gerüst nicht einmal sein Eigengewicht werde aushalten können.“Diese Situation war dem Umstand geschuldet, dass die Kuppel, um sie weithin sichtbar zu machen, auf einem hoch aufragenden zweiteiligen Tambur ruhen sollte, der keine äußere Abstützung hatte. Strebebögen, wie sie die gotische Architektur in diesen Fällen vorsah, hätten die Sichtbarkeit der geplanten Kuppel eingeschränkt. Es gab zwar in den größeren Städten der Toskana, etwa in Pisa und Siena, stattliche Basiliken mit Vierungskuppeln, aber niemals zuvor hatte die für die Toskana charakteristische Verbindung zwischen Longitudinal- und Zentralbau solche Ausmaße erreicht wie in Florenz. So erhebt sich die Kuppel des Doms von Siena über einem unregelmäßigen Sechseck, das in unübersehbarem Konflikt mit der Grundrissdisposition der Schiffe steht.
Dank der im Innenraum abgeschrägten Pfeiler, von denen die östlichen beiden bastionsartig verstärkt sind, verbindet sich das Oktogon der Vierung bruchlos mit dem basilikalen Langhaus. Es besitzt eine lichte Weite von 42 m und wird von drei gleichgroßen Chorarmen (tribune) eingerahmt. Sein Durchmesser, der nur 2 m unter dem Durchmesser des römischen Pantheon liegt, entspricht der Gesamtbreite aller drei Schiffe des Langhauses, war also ein Maß, das sich aus dem bestehenden Bau ergab. Auch die Grundlänge jeder Oktogonseite ergibt sich aus dem Grundriss und zwar aus der Mittelschiffsbreite. Gegenüber dem Oktogon des Florentiner Baptisteriums, welches das ideelle, konstruktive und technologische Vorbild der Kuppel war, bedeutete dies eine Steigerung um fast ein Drittel. Die Höhe der Kuppel war bereits mit dem nicht erhaltenen Modell von 1368 festgelegt worden und sollte 144 bracce (84 m) betragen (1 braccio fiorentino= 58,36 cm), entsprechend der Ausdehnung der Nord-Südachse des Unterbaus. Damit war auch die auf dem Spitzbogen basierende Form der Kuppel festgelegt, die sich konstruktiv nach dem Baptisterium richtet. Diese Struktur ermöglichte eine Verringerung des Seitenschubs, der bei einer halbrunden Rippenkuppel bedeutend größer gewesen wäre. Eine Kassettenkuppel in der Art des Pantheon war schon allein deswegen ausgeschlossen, weil der hohe Tambur dem Gewicht einer massiven Kuppelschale nicht standgehalten hätte.
Der 1418 ausgeschriebene Wettbewerb >L.III.5 bezog sich demnach nicht auf die Form der Kuppel, sondern auf die technische Bewältigung und Realisierung der Aufgabe. Die Vorschläge zur Lösung reichten von steinernen Stützpfeilern im Inneren bis zur Auffüllung des Oktogons mit Erde bis zur Höhe des Tamburs, die ca. 60 m vom Boden betrug, bis schließlich Brunelleschi mit seinem Vorschlag für eine doppelschalige Konstruktion hervortrat, die mit Hilfe eines selbsttragenden Rastergerüstes erstellt werden sollte. Bereits vor der Ausschreibung des Wettbewerbs hatte er Zeichnungen eingereicht und ein Modell konstruiert, an dem er die Stabilität seiner Konstruktion überprüft hatte. Entscheidend für seine Lösung, war die Doppelschaligkeit, die das Gewicht verringerte, und das System der Verrasterung der inneren und sich zunächst sehr steil entwickelnden Konstruktion, die mit dem Fortschreiten des Baus an Stabilität gewann. Zwischen die acht Hauptrippen, die von den Kanten des Oktogons ausgehen, sind sechzehn kleinere Rippen (zwei pro Walm) gesetzt, die ab dem ersten Drittel, wo die Neigung zunimmt, in bestimmten Abständen untereinander durch horizontale Züge so verbunden sind, daß ringartige Verstärkungen entstehen. Dem erhaltenen maßstabgerechten Holzmodell der Kuppel, das nach den Angaben Brunelleschis angefertigt wurde, kam nicht die Funktion einer Demonstration der konstruktiven Prinzipien zu. Vielmehr diente es als Modell für die Zielvorgaben, deren Realisierbarkeit an ihm überprüft werden konnte.
Die Verstrebungen zwischen dem steilen inneren Gerüst und der dünnwandigen und elegant geschwungenen Außenschale, die für sich nicht tragfähig wäre, dienten während des Bauens als Plattformen für die Aufstellung von drehbaren Kränen und Seilwinden, die von Ochsen und Mauleseln gezogen wurden. In dem Memorandum, das Brunelleschi unter dem Titel „Dispositivo” beim Baubeginn am 7. August 1420 hinterlegt hat, hebt er hervor, dass die Lösungen von technischen Problemen bei einem solchen Unternehmen erst während des Fortschreitens der Arbeit gefunden werden können, d.h. er vertraute auf die Praxis und die Erfahrung bzw. auf die daraus sich ergebenden Inspirationen („perché nel murare la pratica insegna quello che s’ha a seguire“). Eine dieser Inspirationen durch die Praxis war seine Idee, die Last der Konstruktion durch eine andere Mauertechnik zu mindern, die oberhalb des ersten Drittels zum Einsatz kam. Statt Füllmauerwerk wurden hier Ziegel verwendet, die in einer speziellen Fischgrättechnik verlegt wurden, die Brunelleschi durch das Studium der römischen Mauertechniken kennengelernt hatte.
Als die beiden Schalen der Kuppel in einer Höhe von 84 m über dem Boden – bis auf den Schlussring von ca. 6 m Durchmesser, in dem sie konvergieren sollten – fast vollendet waren, erwies sich die Spannung der Kräfte, die dieser Ring zusammenhalten musste, als so groß, dass die Rippen nach außen gedrückt wurden und so den Ring zu sprengen drohten. Dies war der Grund dafür, dass die Laterne schwerer und größer sein musste als ursprünglich vorgesehen. Den Wettbewerb für die Laterne, der 1436, im Jahr der Einweihung des Domes, ausgelobt wurde, gewann wiederum Brunelleschi. Das wohl aus diesem Wettbewerb hervorgegangene Modell wurde die Grundlage der Ausführung, die Brunelleschi aber nicht mehr erlebt hat, da er wenige Monate nach dem Beginn der Arbeiten an der 22 m hohen Laterne verstarb. Fortgeführt wurde das Werk von seinen Schülern Michelozzo, Manetti und Rossellino, die es 1472 durch die Aufsetzung des Kreuzes auf einer vergoldeten Kupferkugel vollendeten.
Im Zusammenhang mit der Laterne entstanden auch die so genannten tribune morte, d.h. die vier halbrunden Aedikulen des unteren Tamburgeschosses. Das unverkröpfte und reich gegliederte Gebälk weicht vom Aufbau der früheren Bauten Brunelleschis ab. Dennoch gilt es heute als sicher, dass die tribune morte, die das vielleicht modernste Element in der Außengestalt der Kuppel darstellen, auf seinen Entwurf zurückgehen. Erstmalig begegnet hier ein Motiv, das von nun an nicht mehr aus der Architektur wegzudenken sein sollte: Die Gliederung der Außenwände dieser die Kuppelpfeiler bekrönenden Anbauten besteht aus korinthischen Halbsäulen, die mit Rundbogennischen alternieren, die mit Muschelkalotten ausgekleidet sind. Die Formensprache der tribune morte wirkt ebenso wie die der Laterne moderner als die der Kuppel, über deren Epochenzugehörigkeit die Meinungen auseinander gehen. Zwar ist das einen Spitzbogen beschreibende Kuppelprofil ein Ergebnis der Planung des 14. Jahrhunderts, aber durch die Doppelschaligkeit erhielt der Außenkontur eine elegante und kraftvolle Schwingung. Heinrich Klotz hat die seit dem Planungsbeginn des Bauwerks vorgegebene denkmalhafte Isolierung des Doms als Indiz seiner Modernität interpretiert . Modern waren aber vor allem die Absichten, die mit der exorbitanten Höhensteigerung verbunden waren und die nur mit einem neuzeitlichen technischen Wissen und Können realisiert werden konnten. Die weithin sichtbare Kuppel wurde zum Abbild und Symbol der politischen und wirtschaftlichen Größe der Republik Florenz. Der erste öffentliche Kommentar zu diesem Wunderwerk an Kreativität, Ingenieurskunst und Technik kam 1452 von Alberti. Er stellte die Kuppel auf eine Stufe mit den Werken der Antike und erklärte, sie sei groß genug, um allen toskanischen Völkern Schatten zu spenden.
Tatsächlich ist die Domkuppel je nach Standort auf eine Entfernung bis zu 50 km sichtbar. Die Visualisierung von Botschaften dieser Art in der Architektur entspricht den Richtlinien, die Alberti für den urbanen Kontext entworfen hat >L.III.3. Das zweite Tamburgeschoss, mit dem sich das Gebilde der Kuppel über den Bereich der Dächer und der rahmenden Tribunen erhebt, wirkt wie ein Piedestal, mit dem der Zentralbau vom Langhaus abgehoben und „absolut“ gesetzt wird. Man kann das nachvollziehen, wenn man sich dem Dom von den Straßen aus nähert, die auf den Chorbereich hinführen. Die Wirkung der Kuppel richtet sich ausschließlich auf den Außenbau, während im Innenraum die Verbindung zwischen Longitudinal- und Zentralbau optisch nicht wirklich bewältigt wurde. Der Kuppelraum wird durch den engen Vierungsbogen vom Langhaus so abgeschnürt, dass keine einheitliche Raumwirkung zustande kommt. Dieses Problem ästhetisch und konstruktiv zu bewältigen, sollte eine der großen Aufgaben der Sakralarchitektur der Zukunft werden.