Brunelleschi
Brunelleschi portret Brancacci kapel

We gaan via een van de vieringpijlers naar boven en lopen dan tussen de twee schalen van de koepel naar de lantaarn.  Langs een trap die op de binnenste koepelwand loopt, komen we tenslotte bij de lantaarn terecht waar we een schitterend uitzicht hebben op de stad Florence met zijn vele rode stenen dakpannen.

ruimte tussen de schalen en de
trap op de binnenste schaal
video klim naar de top
mouseover
Santa Maria del Fiore Duomo koepel tussen de twee schalen trap
de koepel en de lantaarn
Video Duomo google 3
mouseover
koepel Santa Maria del Fiore Duomo Florence

foto’s: auggie tolosa

Video’s Brunelleschi en de bouw van de koepel:
1.   Video Duomo google 3
2.   Video  bouw van de koepel National Geographic (3. 49 minuten)
3.   Video bouw van de koepel National Geographic  (51.55  minuten)
4.0 Video bouw van de koepel Srinivasan Sadasivam (Vol-I)
4.1  Video bouw van de koepel Srinivasan Sadasivam (Vol-II)
4.2 Video bouw van de koepel Srinivasan Sadasivam (Vol-III)
4.3 Video bouw van de koepel Srinivasan Sadasivam (Vol-IV)
5.   Video Khan Academy koepel Brunelleschi (5.51 minuten)
6.   Video de  oude en de nieuwe hijsmethode van Brunelleschi
7.0 Video  The Godfathers of the Renaissance geheel 55.21 minuten:
7.1 Video  deel I Brunelleschi (9.49 – 22.20)
7.2 Video deel 2 Brunelleschi (25.52 – 27.20)
7.3 Video deel 3 Brunelleschi (45.50-50.47)
8.   Video Brunelleschi als uitvinder van het perspectief (begint bij 2.20 minuten)

Arnolfo di Cambio is van begin af aan van plan geweest om de enorme ruimte, wel 45,50 meter, te overspannen met een koepel.5  Het probleem was alleen dat eigenlijk niemand wist hoe je op zo’n ruimte een koepel kon plaatsen.

Santa Maria del Fiore Duomo Florence in aanbouw Brunelleschi

In 1366 laat het bestuur van de Opera del Duomo twee modellen voor een koepel bouwen. Eén is van de hand van de bouwmeester Giovanni di Lapo Ghini en is vrij traditioneel. Het andere model dat het uiteindelijk zou winnen, was van een groep rond Neri di Fioravanti. Het model van Di Lapo Ghini was gebaseerd op de in de Gotiek gebruikelijke steunberen en luchtbogen. Dit laatste was in Italië bepaald niet populair. Nogal wat Italiaanse architecten zagen luchtbogen als een lelijk hulpmiddel. Het bijzondere van het model dat de strijd won, was dat het niet werd gesteund door luchtbogen. Bovendien, en dit was ongewoon, zou de koepel dubbelwandig worden. Het model van Fioravanti werd bij referendum als het beste verkozen. Het model heeft lang in de zijbeuk van de Duomo gestaan en is nadat Brunelleschi zijn koepel had gebouwd later verworden tot een urinoir. Ondanks het model van Neri di Fioravanti wist eigenlijk niemand precies hoe nu zo’n koepel te bouwen. Op 19  augustus 1418 schreef de ‘bouwfirma’ de volgende vraag uit:

‘Eenieder die een model of ontwerp wenst te maken ten behoeve van het  grote koepelgewelf van de kathedraal die onder auspiciën van de Opera del Duomo wordt gebouwd, wordt verzocht zulks voor het einde van de maand september uit te voeren. Het model dient betrekking te hebben op bewapening, steigerbouw of anderszins,  of op enige hijsinrichting dienende tot de constructie en vervolmaking van voornoemd koepelgewelf. De maker van  het uitverkoren model, heeft recht op uitbetaling van een  bedrag van tweehonderd gouden florijnen.’

Geciteerd uit: Ross King, ‘De koepel van Brunelleschi’, De Bezige Bij, Amsterdam, 2002 blz. 7.

Onder de mededingers waren onder meer Filippo Brunelleschi en Lorenzo Ghiberti.Deze twee kunstenaars hadden al eerder strijd geleverd om de opdracht voor de deuren van het Baptisterium. Vasari maar ook de biograaf van Brunelleschi, Antonio Manetti, gaan uitgebreid in op de verwikkelingen tussen deze rivalen en de bouw van de koepel. Het ontwerp van Brunelleschi was revolutionair daar hij de dubbelwandige koepel zonder formelen wilde bouwen.

Santa Maria del Fiore Duomo in aanbouw Brunelleschi

Formelen zijn houten hulpconstructies in de vorm van bogen waar de metselaars de stenen bogen of gewelven op metselden. Nadat het cement droog was, een proces dat vaak vele maanden in beslag nam, werd de houten constructie weggehaald. Door de vorm van de koepel dragen de stenen dan zichzelf. Ghiberti die geen ervaring had met of kennis had van ingewikkelde constructies, wilde formelen gebruiken. Niemand had ooit een gewelf zonder een houten hulpconstructie gebouwd. Laat staan een koepel met een overspanning van 45,50 meter. Daar kwam nog bij dat het oude model van Fioravanti van een kleine vijftig jaar eerder niet de vorm van een halve koepel had zoals bijvoorbeeld het Pantheon. De boog moest niet halfrond, maar wat spits toelopen: de quinto acuto boog (spitse kwint). Dit was nog een extra handicap. Hoe dit zonder formelen te metselen (alleen de tamboer was al negen meter hoog) en dat op een hoogte van tweeënvijftig meter? Vasari verhaalt uitgebreid over de bijeenkomst waarin de commissie een beslissing wilde nemen welk model nu gebouwd moest worden:

‘In 1420 ten slotte waren al deze meesters van boven de Alpen in Florence bijeen, samen met die uit Toscane en alle kundige ontwerpers uit de stad zelf: dus keerde ook Filippo [Brunelleschi] uit Rome terug. Ze kwamen bijeen in de domfabriek van de Santa Maria del Fiore, in aanwezigheid van de consuls, de beheerders en een keur van de meest deskundige burgers, opdat men na van een ieder te hebben gehoord wat hij erover dacht, tot een besluit zou kunnen komen over hoe de tribune zou worden overwelfd; dus werden alle architecten ter zitting ontvangen, men hoorde van elk op zijn beurt wat hij ervan vond en wat voor plan hij had uitgedacht. En het was kostelijk al die merkwaardige, verschillende opvattingen over eenzelfde; onderwerp aan te horen, want de een vond dat er vanaf de grond gemetselde pijlers moesten worden opgetrokken, om daarop de bogen te welven, terwijl ze ook het balkwerk konden dragen waarop het verdere gewicht zou steunen; anderen zeiden dat men de koepel beter uit puimsteen kon optrekken, omdat hij dan lichter zou zijn; en velen waren het erover eens dat er een centrale pilaar moest komen, zodat de koepel kon worden uitgevoerd naar  het model van die van de San Giovanni te Florence. En zelfs was er iemand die voorstelde  de koepel te vullen met een mengsel van aarde en munten, waarna men, wanneer de koepel  eenmaal gebouwd was, aan hen die dat wilden toestemming zou geven om de aarde te doorzoeken,  zodat het volk in een oogwenk alles zou hebben opgeruimd zonder dat het iets kostte. Alleen Filippo beweerde dat men de koepel kon bouwen zonder al dat hout [Teg: nodig voor de steigers vanaf de grond en formelen] en zonder pijlers of aarde, met veel lagere kosten dan men zou hebben met al die bogen, en heel eenvoudig zonder armatuur.’

Giorgio Vasari, ‘De Levens van de grootste schilders, beeldhouwers en architecten Van Cimabue tot Giorgione’, Contact, Amsterdam, 1990  deel I blz. 166-167 (oorspronkelijke uitgave 1568).

Santa Maria del Fiore
zonder koepel
Santa Maria del Fiore zonder koepel Duomo Florence
Brunelleschi’s steigers voor de bouw van de koepel
Duomo Brunelleschi's steigers voor de bouw van de koepel

Vol ongeloof reageerde de commissie. De heren vroegen natuurlijk onmiddellijk hoe Filippo Brunelleschi dit dacht te doen. Brunelleschi die altijd al als de dood was dat er iemand met zijn ontwerpen aan de haal ging, weigerde een toelichting, maar hij riep aldus Vasari:

‘[…] Mijne heren, neemt u maar aan dat de koepel onmogelijk op een andere manier gebouwd kan worden, en ook al lacht u om mij, u zult begrijpen, als u uw koppigheid wilt opgeven, dat het niet anders moet of kan worden gedaan dan’

Brunelleschi werd weggelachen en hardhandig de zaal uitgewerkt. Volgens zijn biograaf Manetti: ‘Had hij het gevoel dat ze achter zijn rug om zeiden: ‘Kijk naar die gekke vent die zulke onzin uitkraamt.8

“Brunelleschi”
Brunelleschi ontwerp de koepel van de Santa Maria del Fiore

Het idee van Pippo zoals Filippo Brunelleschi vaak genoemd werd, mocht op het eerste gezicht krankzinnig lijken, maar als het kon worden uitgevoerd zou het wel enorme voordelen hebben. Vasari schrijft hoe Pippo uiteindelijk in een tweede bijeenkomst in hetzelfde jaar met behulp van een ei de commissie wist te overtuigen om zijn ontwerp toch uit te voeren. Brunelleschi liep met een ei in zijn hand naar voren en riep uitdagend dat wie dit ei in één keer rechtop kon zetten op een marmeren plaat zonder dat het omvalt de koepel zou bouwen.

 Giuseppe Fattori
Het ei van Brunelleschi
1878
Palazzo Pitti (Galleria D’Arte)
Florence
 Giuseppe Fattori Het ei van Brunelleschi 1878 Palazzo Pitti (Galleria D'Arte) Florence

Na hoongelach van de aanwezige bouwmeesters, architecten en andere kunstenaars probeerden sommigen het toch, maar natuurlijk tevergeefs. Totdat Brunelleschi kordaat naar voren liep een ei oppakte en dit met een tikje op de plaat zette, weliswaar gebroken aan de onderzijde, maar wel rechtopstaand. De aanwezigen reageerden dat als zij dit geweten hadden dat zij het ei ook wel zo neer hadden kunnen zetten. Het snedige antwoord van Filippo luidde: ‘dat zij ook zouden weten hoe ze de koepel moesten bouwen als ze zijn model en zijn ontwerp zagen.9

Volgens Vasari is de commissie toen door de knieën gegaan en heeft hem de opdracht voor de koepel gegeven. Waarschijnlijk berust dit verhaal over het ei niet op feiten. Manetti vermeldt deze anekdote in zijn biografie over zijn vriend Brunelleschi niet. Wel zeker is dat Filippo Brunelleschi’s model zou worden uitgevoerd.

 houten model koepel en exedra’s
Museo dell’ Opera del Duomo
 Brunelleschi houten model koepel en exedra's Museo dell' Opera del Duomo Florence

Helaas voor Filippo zaten er aan de opdracht wel de nodige haken en ogen, waaruit bleek dat de opdrachtgevers toch zo hun twijfels hadden:

  • tot zijn grote schrik werd zijn aartsrivaal Lorenzo Ghiberti samen met hem als capomaestro benoemd.
  • het niet gebruiken van formelen gold voorlopig alleen voor de eerste dertig braccia ofwel 17,50 meter (1 braccio is 58,36 centimeter; afgeleid van een armlengte).

Na de eerste dertig braccia van de spitse koepel werd de kromming veel scherper: zestig in plaats van dertig graden zoals bij de aanzet van de koepel. Na het bereiken van een hoogte van 17,50 meter zou worden bekeken hoe de resterende 14,40 meter te metselen. Video over de gevaarlijke kromming

Eén van de grote problemen waar Brunelleschi mee worstelde was hoe de enorme massa marmer bak- en zandstenen naar boven te krijgen op een hoogte van tweeënvijftig meter. Naar een voorzichtige inschatting in totaal dertig miljoen kilo. Hiervoor heeft Brunelleschi een vernuftig hijstoestel ontwikkeld dat door ossen aangedreven werd. Het unieke aan dit ontwerp was dat in een oogwenk een opwaartse beweging kon worden omgezet in een neerwaartse en dat terwijl de ossen rustig hun gang in dezelfde richting, met de klok mee, konden voortzetten.10 Bovendien konden moeiteloos gewichten van zevenhonderd kilo worden opgetakeld. Later heeft Brunelleschi nog een takelapparaat ontworpen dat grote en zware balken in alle richtingen kon ophijsen en heel nauwkeurig plaatsen: de castello zie video.

hijstoestel
video: Brunelleschi’s revolutionaire methode 
video castello
mouseover

Brunelleschi koepel tekening hijstoestel Duomo Florence

In een document van twaalf bladzijden, waarschijnlijk van de hand van Filippo Brunelleschi zelf, is nauwkeurig beschreven hoe de koepel gebouwd moest worden.11   Hierbij stonden al sinds het model uit 1366 van Neri di Fioravanti twee dingen vast namelijk:

1. De koepel moest dubbelwandig zijn.
2. De krachten mochten niet door gotische steunbogen worden opgevangen, maar door ringen  en kettingen in de wanden van de koepel.

 

ribben tussen de twee schalen
 Brunelleschi koepel Duomo ribben tussen de twee schalen Florence

Wel fungeerden de drie exedra’s als steunberen, maar die zagen er veel mooier uit dan het gebruikelijke gotische schoringstelsel. Dit laatste (punt twee) betekende dat de broodnodige steun om de spatkrachten (zijwaartse krachten) tegen te houden aan het oog onttrokken werd.

Exedra
exedra koepel Brunelleschi Duomo

De twee wanden van de koepel werden tegelijkertijd opgetrokken.12 Er waren acht metselploegen; op elke zijde van de achthoek werkte één ploeg. Op de hoeken van elke zijde werden zware marmeren ribben gezet: acht in totaal. Tussen de twee wanden kwamen op elk vlak nog eens twee ribben waarmee het totaal op vierentwintig uitkomt. De binnenste wand begon bij de tamboer met een doorsnede van twee meter, maar was bij de top nog anderhalve meter. De buitenste wand begon met zestig en eindigde met dertig centimeter. Net als bij het Pantheon werd zwaar materiaal bij de aanzet van de koepelwanden gebruikt en lichter materiaal waaronder puimsteen aan de bovenzijde. Dit natuurlijk om de druk van de koepel te verminderen.

ophijsen en metselen
reconstructie koepel Duomo Santa Maria del Fiore Florence

Door een ketting van zware zandstenen, maar ook enkele van hout in het muurvlak te verwerken, werd de koepel op zijn plaats gehouden en konden de enorme zijwaartse krachten beteugeld worden. De drie rijen kettingen werden door balken van harde steen gedragen zoals bielzen rails dragen.13

van onder naar boven
stenen ketting
houten ketting
stenen ketting
koepel opengewerkt stenen en houten kettingen Brunelleschi Duomo

Dit is aan de buitenzijde van de koepel nog te zien (rechtsonder). De negen ringen die horizontaal lopen hebben dezelfde functie als de kettingen van zandsteen. De ribben op de hoeken, de ribben tussen de schalen en de vele verbindingsbogen houden de twee wanden stevig bijeen.

Koepel Brunelleschi constructie opengewerkt verschillende onderdelen 1.  buitenste schaal
2.  binnenste schaal
3.  ribben
4.  ribben tussen de schalen
5.  ribben tussen de schalen
6.  niet elastische stenen ketting
7.  tweede stenen ketting
8.  derde stenen ketting
9.  elastische houten ketting
10. horizontale bogen
11. oculus
vier van de uitstekende balken van de eerste stenen ketting
De ijzers waren bedoeld voor
‘het kraaiennest’
op aanraden van Michelangelo nimmer voltooid
mouseover
Brunelleschi Duomo koepel buitenkant uitstekende balken van de eerste stenen ketting

houten ketting tussen de twee schalen
stenen ketting

Brunelleschi koepel Duomo houten ketting tussen de schalen

Het metselen vorderde gestaag. Een probleem was dat er na elke gemetselde laag gewacht moest worden tot het cement goed was uitgehard; er werden immers geen steigers gebruikt en elke horizontale laag moest zichzelf dragen.

Bouwtempo van de koepel: 1422  (begin) en 1426
1426, 1433, 1436 (tot aan de lantaarn voltooid)

Vasari, maar ook Manetti, beschrijven hoe Brunelleschi zijn rivaal, Lorenzo Ghiberti, uitschakelde als mede capomaestro.14

Op een dag meldde Brunelleschi zich ziek en bleef in bed. Het werk kwam stil te liggen. Ghiberti had geen idee hoe verder te gaan en gaf vage ontwijkende antwoorden op de vragen van de metselaars die precies wilden weten wat zij moesten doen. Het bestuur toog naar het ziekbed van Brunelleschi en smeekte hem het werk voort te zetten, want de metselaars konden niet verder. Zo werd algemeen bekend wie echt verstand van zake had en wie niet. Uiteindelijk blijkt later dat Ghiberti prutswerk levert als hij de stenen ketting moet bouwen. Natuurlijk laat zijn rivaal niet na om dit rond te bazuinen. Ghiberti liet zich ook niet onbetuigd. Brunelleschi werd gearresteerd omdat hij geen lid was van het metselaarsgilde en dit was in strijd met de toenmalige wetten. Vermoedelijk zat Ghiberti of een van zijn vrienden hier achter. Brunelleschi werd op aandrang van het bestuur weer snel vrijgelaten. Lorenzo Ghiberti schreef een boze brief aan het bestuur van de Opera del Duomo waarin hij Brunelleschi verweet dat hij zich niet hield aan het oude model van Neri di Fioravanti. De brief eindigde met …

‘Dit kon geschieden als gevolg van de ondeskundigheid en zelfingenomenheid van de kant van degenen die met de uitvoering belast zijn en die daarvoor zeer goed betaald en beloond worden. En ik heb dit geschreven opdat indien datgene zal intreden dat redelijkerwijze zal moeten intreden en het gebouw verprutst is en tot een ruïne dreigt te vervallen, mij geen blaam zal treffen en ik vrijuit zal gaan. Heren, wees in Godsnaam voorzichtig, maar ik weet zeker dat u dat zult zijn. Bedenk welk gevaar over de kathedraal van Siena werd afgeroepen, vooraleer u vertrouwt op een dromer die niet helder kan denken.’

Geciteerd uit: Ross King, ‘De koepel van Brunelleschi’, de Bezige Bij, Amsterdam, 2002 blz 111.

Het bestuur vertrouwde wel degelijk de dromer: Filippo. Zijn wonderbaarlijke hijswerktuigen hebben grote indruk gemaakt. Sterker nog, uiteindelijk kreeg Filippo Brunelleschi de verantwoordelijkheid voor het project en werd Ghiberti op een zijspoor gerangeerd.

Het metselverband, visgraat, dat Brunelleschi gebruikte was op zich niet nieuw. De Romeinen pasten het al toe, maar wel altijd als decoratie. Nieuw is dat Filippo verticaal opstaande stenen, waarbij de volgende steen horizontaal aansloot, gebruikte om de negen horizontale ringen te verankeren en stevigheid te geven. Bovendien worden de neerwaartse krachten door deze wijze van metselen veel beter opgevangen (zie video bij HD history).15

uitbreiding Museo dell’Opera del Duomo
opgravingen in parkeergarage en de ontdekking van de koepel met visgraat metselverband
2012

uitbreiding Museo dell'Opera del Duomo opgravingen parkeergarage ontdekking koepel visgraat metselverband 2012

In 2012,  bij de uitbreiding van het Museo Opera dell’Duomo, is er een belangrijke ontdekking gedaan. In een parkeergarage is  bij de uitgravingen een kleine koepel ontdekt.

Video van de ontdekking
koepel met visgraat metselverband
2012
Brunelleschi kleine koepel met visgraat metselverband 2012 ontdekt

De revolutionaire metselverbanden in de koepel van de Duomo zijn ook hier gebruikt. Vermoedelijk heeft Brunelleschi dit gebouwd om de commissie, maar ook de metselaars te overtuigen dat deze metselwijze stevige muren oplevert.

visgraat
27 en 15 meter van de derde loopgang
segment noord en noordoost
tijdens restauratie  blootgelegd
Dome Duomo Brunelleschi visgraat derde loopgang segment noord en noordoost tijdens restauratie blootgelegd

Een verticaal geplaatste baksteen is op zich zelf minder tegen de neerwaartse druk van de steenmassa bestand dan een horizontaal gemetselde.

Giovanni di Prato
1426
Giovanni di Prato document koepel Duomo Brunelleschi 1426

Brunelleschi heeft geen enkel document over de bouw van de koepel nagelaten. Er is echter toch een perkamenten geschrift gevonden met een tekening en tekst van Giovanni di Prato. In dit document, dat vijf jaren na het begin van de bouw van de koepel is geschreven, geeft Giovanni precies weer hoe de touwlijnen liepen en waar deze aan vast zaten. De touwen gebruikte Brunelleschi om elk van de acht muren precies te controleren zodat ze aan de bovenzijde precies op elkaar zouden aansluiten. In de tekst naast de tekening heeft Giovanni scherpe kritiek op Brunelleschi en voorspelt dat de koepel zal instorten. Zie verder deze video over de touw lijnen en de tekening met tekst van Giovanni Di Prato.

In 1436 was de koepel uiteindelijk voltooid, maar de achthoekige opening aan de top moest nog wel worden bekroond.

Naar de volgende bladzijde (Dag 1)