La storia delle cupole romane e bizantine traccia l’architettura delle cupole in tutto l’antico impero romano e la sua continuazione medievale, oggi chiamata Impero bizantino. Le cupole erano elementi architettonici importanti in entrambi i periodi e avevano un’influenza diffusa sugli stili contemporanei e successivi, dall’architettura russa e ottomana al rinascimento italiano e ai revival moderni. Le cupole erano abitualmente emisferiche, sebbene siano anche conosciute forme ottagonali e segmentate, e si sono sviluppate nella forma, nell’uso e nella struttura nel corso dei secoli. I primi esempi si appoggiavano direttamente sulle pareti rotonde delle stanze rotonde e presentavano un oculo centrale per la ventilazione e la luce. I pennacchi divennero comuni nel periodo bizantino, fornendo supporto per cupole su spazi quadrati.
Le prime cupole in legno sono conosciute solo da una fonte letteraria, ma l’uso di casseforme in legno, cemento e manodopera non qualificata ha permesso di creare cupole di dimensioni monumentali nel tardo periodo repubblicano e imperiale, come il cosiddetto bagno del “Tempio di Mercurio” a Baiae. Nero introdusse la cupola nell’architettura del palazzo romano nel I secolo e tali stanze servivano come sale per banchetti di stato, sale per il pubblico o sale del trono. La cupola del Pantheon, l’esempio più grande e più famoso, fu costruita in cemento nel II secolo e potrebbe essere servita come sala delle udienze per Adriano. I mausolei imperiali, come il Mausoleo di Diocleziano, furono domati a partire dal III secolo. Alcune cupole più piccole sono state costruite con una tecnica di utilizzo di tubi di ceramica al posto di un centraggio in legno per calcestruzzo, o come una struttura permanente incorporata nel calcestruzzo, ma il mattone leggero è diventato il materiale da costruzione preferito nel corso del IV e V secolo. Le nervature in mattoni consentivano una struttura più sottile e facilitavano l’uso delle finestre nelle pareti di supporto, sostituendo la necessità di un oculo come fonte di luce.
Battisteri e santuari cristiani furono domati nel IV secolo, come il Battistero Laterano e la probabile cupola in legno sulla Chiesa del Santo Sepolcro. La chiesa ottagonale del palazzo di Costantino ad Antiochia potrebbe essere stata il precedente per edifici simili per secoli dopo. La prima basilica a cupola potrebbe essere stata costruita nel V secolo, con una chiesa nel sud della Turchia che è il primo esempio proposto, ma l’architettura del 6 ° secolo di Giustiniano ha reso l’architettura della chiesa a cupola standard in tutto l’est romano. La sua Hagia Sophia e la Chiesa dei Santi Apostoli ispirarono copie nei secoli successivi.
Le chiese cruciforme con cupole ai loro attraversamenti, come le chiese di Santa Sofia a Salonicco e San Nicola a Myra, erano tipiche dell’architettura del VII e VIII secolo e una cupola con volte a botte su quattro lati divenne il sistema strutturale standard. Cupole su tamburi con finestre di forma cilindrica o poligonale erano standard dopo il IX secolo. Nell’ultimo periodo dell’impero, le chiese più piccole furono costruite con cupole di diametro minore, normalmente meno di 6 metri (20 piedi) dopo il decimo secolo. Le eccezioni includono gli ottagoni a cupola dell’XI secolo di Hosios Loukas e Nea Moni, e la chiesa di Chora del XII secolo, tra gli altri. La pianta a pianta quadrata, con una sola cupola all’incrocio o cinque cupole in un motivo a quinconce, come nella Chiesa di San Panteleimon, era il tipo più popolare dal 10 ° secolo fino alla caduta di Costantinopoli nel 1453.
Panoramica
Archi, volte e cupole arrotondati distinguono l’architettura romana da quella della Grecia antica e sono stati facilitati dall’uso di cemento e mattoni. Variando il peso del materiale aggregato nel calcestruzzo, il peso del calcestruzzo potrebbe essere alterato, consentendo la posa di strati più leggeri nella parte superiore delle cupole in calcestruzzo. Ma le cupole in calcestruzzo richiedevano anche una costosa cassaforma in legno, chiamata anche casseforme, da costruire e mantenere in posizione durante il processo di polimerizzazione, che di solito doveva essere distrutto per essere rimosso. Le casseforme per cupole in laterizio non devono essere mantenute sul posto per tanto tempo e potrebbero essere riutilizzate più facilmente.
Le cupole romane erano usate in bagni, ville, palazzi e tombe. Oculi erano caratteristiche comuni. Erano solitamente di forma emisferica e parzialmente o totalmente nascosti all’esterno. Al fine di sostenere le spinte orizzontali di una grande cupola in muratura emisferica, le pareti di supporto furono costruite al di là della base per almeno i fianchi della cupola e la cupola fu poi anche a volte coperta da un tetto conico o poligonale. A volte sono state utilizzate anche una varietà di altre forme, comprese cupole piatte poco profonde, cupole segmentali e cupole a costolatura. Le sale delle udienze di molti palazzi imperiali erano a cupola. Le cupole erano anche molto comuni sui padiglioni da giardino poligonali. La costruzione e lo sviluppo delle cupole declinarono ad ovest con il declino e la caduta della parte occidentale dell’impero.
Il termine “bizantino”, inventato nel 1557 dallo storico Hieronymus Wolf, divenne popolare nel 19 ° secolo ed è usato per riferirsi all’impero romano d’Oriente medievale con la sua capitale a Costantinopoli, l’ex città di Byzantion. Nel periodo bizantino, una struttura portante di quattro archi con pennacchi tra di loro consentiva di aprire gli spazi sottostanti alle cupole. I pendenti consentivano di concentrare i carichi ponderali in soli quattro punti su un piano quadrato più pratico, piuttosto che su un cerchio. Le cupole erano elementi importanti di battisteri, chiese e tombe. Erano normalmente emisferici e avevano, con occasionali eccezioni, tamburi finestrati. La copertura per cupole variava dalla semplice piastrella ceramica a quella più costosa, più duratura e più aderente al piombo.
Le cupole e i tamburi incorporavano tipicamente anelli di tensione in legno a diversi livelli per resistere alla deformazione della malta e consentire una costruzione più rapida. Per stabilizzare gli edifici a cupola sono stati utilizzati anche morsetti metallici tra blocchi di cornici in pietra, tiranti in metallo e catene metalliche. Le cinture di legname poste alle basi delle cupole hanno contribuito a stabilizzare le pareti sottostanti durante i terremoti, ma le cupole stesse sono rimaste vulnerabili al collasso. Gli esemplari sopravvissuti a Costantinopoli a costolette oa zucca sono strutturalmente equivalenti e tali tecniche sono state utilizzate in modo intercambiabile, con il numero di divisioni corrispondente al numero di finestre. Aiutate dalla piccola scala delle chiese dopo il VI secolo, queste cupole a coste potevano essere costruite con casseri solo per le costole. Le cupole di zucca potevano essere state costruite in anelli autoportanti e piccole volte a cupola erano efficacemente ribaltate, eliminando del tutto le casseforme.
Storia
La tarda Repubblica e il primo periodo imperiale
Le terme romane hanno svolto un ruolo di primo piano nello sviluppo della costruzione a cupola in generale e in particolare delle cupole monumentali. Cupole modeste in bagni risalenti al 2 ° e 1 ° secolo aC sono visibili a Pompei, nelle fredde stanze delle Terme Stabiane e delle Terme del Foro. Queste cupole sono di forma molto conica, simili a quelle di un bassorilievo assiro trovato a Ninive. In un tepidario di epoca romana a Cabrera de Mar, in Spagna, è stata identificata una cupola risalente alla metà del II secolo aC che utilizzava una versione raffinata della costruzione ad arco parallelo trovata in una precedente cupola ellenistica in Sicilia. Secondo Vitruvio, la temperatura e l’umidità delle camere calde a cupola potevano essere regolate alzando o abbassando i dischi di bronzo situati sotto un oculo. Le cupole erano particolarmente adatte alle stanze calde dei bagni circolari in piano per facilitare anche il riscaldamento dalle pareti. Tuttavia, l’uso estensivo delle cupole non si è verificato prima del 1 ° secolo d.C.
Il libro di Varro sull’agricoltura descrive una voliera con una cupola di legno decorata con gli otto venti che viene paragonata per analogia agli otto venti raffigurati sulla Torre dei Venti, che fu costruita ad Atene all’incirca nello stesso periodo. Questa voliera con la sua cupola di legno potrebbe rappresentare un tipo completamente sviluppato. Le cupole di legno in generale avrebbero consentito ampie campate. Il loro uso precedente potrebbe aver ispirato lo sviluppo e l’introduzione di grandi cupole di pietra di dimensioni mai viste prima. Complesse forme di legno erano necessarie per la centratura e il supporto della cupola durante la costruzione, e sembrano essere diventate più efficienti e standardizzate nel tempo.
La malta e l’aggregato di calcestruzzo romano sono stati costruiti in strati orizzontali, posati a mano contro la lavorazione in legno con lo spessore degli strati determinato dalla lunghezza della giornata di lavoro, piuttosto che essere versati in uno stampo come il cemento è oggi. Le cupole in cemento romano sono state quindi costruite in modo simile alle precedenti cupole a cupola della regione mediterranea, sebbene abbiano caratteristiche strutturali diverse. L’aggregato usato dai Romani era spesso macerie, ma l’aggregato leggero nei livelli superiori serviva a ridurre lo stress. Vuoti “vasi e brocche” potrebbero essere nascosti all’interno per ridurre il peso. Le miscele di calcestruzzo secco utilizzate dai Romani erano compattate con gli arieti per eliminare i vuoti e aggiungevano sangue animale come un riduttore d’acqua. Poiché il cemento romano era debole di tensione, non forniva alcun vantaggio strutturale sull’uso del mattone o della pietra. Ma, poiché poteva essere costruito con lavoro schiavo non qualificato, forniva un vantaggio costruttivo e facilitava la costruzione di cupole su larga scala.
Le cupole raggiunsero dimensioni monumentali nel periodo imperiale romano. Sebbene le impronte della cassaforma stessa non siano sopravvissute, le deformazioni dall’ideale fino a 22 centimetri (8.7 in) al cosiddetto “Tempio di Mercurio” a Baiae suggeriscono un centraggio di otto telai radiali, con connettori orizzontali che supportano le casseforme radiali per la cupola poco profonda. L’edificio, in realtà una sala da bagno in cemento risalente all’età di Augusto (27 aC – 14 dC), ha la prima grande cupola romana conosciuta. Ci sono cinque aperture nella cupola: un oculo circolare e quattro lucernari quadrati. La cupola ha una luce di 21,5 metri (71 piedi) ed è la più grande cupola conosciuta prima di quella del Pantheon. È anche la cupola in calcestruzzo più antica conservata.
Primo secolo
Mentre ci sono esempi precedenti nel periodo repubblicano e nel primo periodo imperiale, la crescita della costruzione a cupola è aumentata sotto l’imperatore Nerone e i Flavi nel 1 ° secolo dC, e durante il 2 ° secolo. Le sale progettate centralmente diventano parti sempre più importanti delle composizioni di palazzi di palazzo e palazzo a partire dal 1 ° secolo, che fungono da sale per banchetti, sale per il pubblico o sale del trono. Le casseforme sono state disposte orizzontalmente o radialmente, ma non ci sono abbastanza testimonianze esistenti del I e II secolo per dire cosa fosse tipico.
L’opulenta architettura del palazzo dell’Imperatore Nerone (54 – 68 d.C.) segna un importante sviluppo. Ci sono prove di una cupola nella sua Domus Transitoria all’intersezione di due corridoi, che poggia su quattro grandi pilastri, che potrebbero avere un oculo al centro. Nella Domus Aurea di Nerone, o “Casa d’oro”, progettata da Severus e Celer, le pareti di una grande stanza ottagonale si trasformano in una volta domenicale ottagonale, che poi si trasforma in una cupola con un oculo. Questo è il primo esempio conosciuto di una cupola nella città di Roma stessa.
La Domus Aurea fu costruita dopo il 64 dC e la cupola aveva un diametro di oltre 13 metri. Questa cupola ottagonale e semicircolare è fatta di cemento e l’occhio è fatto di mattoni. Le pareti radiali delle stanze circostanti sostengono la cupola, consentendo alle pareti ottagonali direttamente al di sotto di contenere grandi aperture sotto archi piatti e che la stanza stessa sia insolitamente ben illuminata. Poiché non vi è alcuna indicazione che il mosaico o altro materiale di rivestimento sia mai stato applicato alla superficie della cupola, potrebbe essere stato nascosto dietro una tenda di tessuto simile a una tenda, come le tende del padiglione dei governanti ellenistici (e in precedenza persiani). L’occhio è insolitamente grande, più di due quinti della luce della stanza, e potrebbe essere servito per sostenere una struttura a lanterna leggera o tholos, che avrebbe coperto l’apertura. Canali circolari sulla superficie superiore dell’oculo supportano anche l’idea che questa lanterna, forse a sua volta a cupola, fosse la cupola rotante di cui si parla nei racconti scritti.
Secondo Svetonio, la Domus Aurea aveva una cupola che ruotava continuamente sulla sua base in imitazione del cielo. Nel 2009 è stato riferito che le fondazioni appena scoperte di una stanza rotonda potrebbero essere quelle di una sala da pranzo a cupola rotante. Anche riportato nelle fonti contemporanee è un soffitto sopra una sala da pranzo nel palazzo dotato di tubi in modo che il profumo potrebbe piovere dal soffitto, anche se non è noto se questa fosse una caratteristica della stessa cupola. La costosa e sontuosa decorazione del palazzo causò un tale scandalo che fu abbandonata subito dopo la morte di Nerone e furono costruiti edifici pubblici come le Terme di Tito e il Colosseo.
L’unica cupola intatta del regno dell’imperatore Domiziano è un esempio di 16,1 metri (53 piedi) in quello che potrebbe essere stato un ninfeo nella sua villa di Albano. Ora è la chiesa di Santa Maria della Rotonda (it). La Domus Augustana di Domiziano del 92 d.C. stabilì la semi-cupola absidale come un motivo imperiale. Le camere quadrate del suo palazzo sul Palatino utilizzavano pennacchi per sostenere le cupole. Il suo palazzo conteneva tre cupole poggianti su pareti con absidi alternate e aperture rettangolari. Una sala a cupola ottagonale esisteva nell’ala domestica. A differenza della simile cupola ottagonale di Nerone, i suoi segmenti si estendevano fino all’oculo. La sala da pranzo di questo palazzo privato, chiamato Coenatio Jovis, o Sala da pranzo di Giove, conteneva un soffitto rotante come quello che Nerone aveva costruito, ma con le stelle incastonate nel cielo simulato.
Secondo secolo
Durante il regno dell’imperatore Traiano, cupole e semi-cupole su exedra erano elementi standard dell’architettura romana, probabilmente a causa degli sforzi dell’architetto di Traiano, Apollodoro di Damasco, famoso per le sue capacità ingegneristiche. Due rotonde di 20 metri di diametro furono terminate nel 109 dC come parte delle Terme di Traiano, costruite sopra la Domus Aurea, e le esedre di 13 e 18 metri (43 e 59 piedi) furono costruite come parte dei mercati a nord -del suo forum. L’architettura del successore di Traiano, Adriano, ha continuato questo stile. Sebbene sia considerato un esempio di architettura adrianea, vi sono prove di mattoni che indicano che la ricostruzione del Pantheon nella sua forma attuale fu iniziata sotto Traiano. La speculazione secondo cui l’architetto del Pantheon era Apollodoro non è stata provata, sebbene esistano dei punti comuni stilistici tra le sue grandi mezze cupole a cassettoni nei bagni di Traiano e la cupola del Pantheon. Tre esedre larghe 100 piedi (30 m) nelle Terme di Traiano hanno motivi di cassettoni che, come nel Pantheon, si allineano con nicchie inferiori solo sugli assi e sulle diagonali e, come nel Pantheon, quell’allineamento è a volte con le costole tra i forzieri, piuttosto che con i forzieri stessi.
Il Pantheon a Roma, completato dall’imperatore Adriano come parte delle Terme di Agrippa, ha la più famosa, meglio conservata e la più grande cupola romana. Il suo diametro era più del doppio rispetto a qualsiasi cupola precedente. Risalente al 2 ° secolo, è una cupola in cemento non rinforzata larga 43,4 metri (142 piedi) appoggiata su una parete circolare, o rotonda, di 6 metri (20 piedi) di spessore. Questa rotonda, realizzata in calcestruzzo faccia a vista, contiene un gran numero di archi di alleggerimento e non è solida. Sette nicchie interne e la via d’ingresso dividono strutturalmente il muro in otto pilastri praticamente indipendenti. Queste aperture e vuoti supplementari rappresentano un quarto del volume della parete rotonda. L’unica apertura nella cupola è l’oculo rivestito in mattoni nella parte superiore, di 9 metri (30 piedi) di diametro, che fornisce luce e ventilazione per l’interno.
Il coffering superficiale nella cupola rappresenta una riduzione inferiore al 5% della massa della cupola ed è per lo più decorativo. Il materiale aggregato a mano nel calcestruzzo è più pesante alla base della cupola e si trasforma in materiali più leggeri all’aumentare dell’altezza, riducendo drasticamente gli stress nella struttura finita. In effetti, molti commentatori hanno citato il Pantheon come un esempio delle possibilità rivoluzionarie per l’architettura monolitica fornite dall’uso del cemento pozzolana romano. Tuttavia, le crepe verticali sembrano essersi sviluppate molto presto, così che in pratica la cupola agisce come una serie di archi con una chiave di volta comune, piuttosto che come una singola unità. Gli anelli a gradini esterni usati per comprimere i “talloni” della cupola, che non sarebbero necessari se la cupola agisse come una struttura monolitica, potrebbero essere un riconoscimento di ciò da parte degli stessi costruttori. Tale sostegno era comune nella costruzione dell’arco romano. Le crepe nella cupola possono essere viste dalle camere superiori interne della rotonda, ma sono state coperte da re-rendering sulla superficie interna e da patching all’esterno. Il tetto del Pantheon era originariamente rivestito con piastrelle di bronzo dorato, ma queste furono rimosse nel 663 dall’imperatore Costante II e sostituite con coperture di piombo.
La funzione del Pantheon rimane una domanda aperta. Stranamente per un tempio, la sua iscrizione, che attribuisce questo terzo edificio al sito al costruttore del primo, Marco Agrippa, non menziona alcun dio o gruppo di dei. Il suo nome, Pantheon, deriva dal greco “tutti gli dei” ma non è ufficiale, e non era incluso nell’elenco dei templi restaurato da Adriano nella Historia Augusta. I templi circolari erano piccoli e rari, ei templi romani tradizionalmente consentivano solo una divinità per stanza. Il Pantheon ricorda più le strutture dei palazzi e dei bagni imperiali. Si ritiene che Adriano abbia tenuto corte nella rotonda usando l’abside principale di fronte all’entrata come tribuna, che potrebbe spiegare le sue dimensioni molto grandi. Più tardi edifici romani simili al Pantheon includono un tempio per Asklepios Soter (de) (c.145) nella vecchia città ellenistica di Pergamo e il cosiddetto “Tempio Rotondo” a Ostia (230-240 circa), che potrebbe avere stato collegato al culto imperiale. La cupola di Pergamo era larga circa 80 piedi romani, contro circa 150 per il Pantheon, e fatta di mattoni sopra una pietra rotonda. La cupola di Ostia aveva una larghezza di 60 piedi romani ed era di cemento faccia a vista. Non più tardi la cupola costruita in epoca imperiale si avvicinò alla durata del Pantheon. È rimasta la cupola più grande del mondo per oltre un millennio ed è ancora la più grande cupola in cemento armato non armato del mondo.
Cupole segmentate fatte di cunei radiali concave, o di cunei concavi e piatti alternati, appaiono sotto Adriano nel 2 ° secolo e gli esempi più conservati dello stile risalgono a questo periodo. Villa Adriana ha esempi in Piazza D’Oro e nel semidome del Serapeo. I dettagli registrati della decorazione della cupola segmentata in Piazza D’Oro suggeriscono che fu fatto per evocare una tenda gonfiabile, forse ad imitazione dei baldacchini usati dai re ellenistici. Esistono altri esempi alle terme di Adriano di Otricoli e al cosiddetto “Tempio di Venere” a Baia. Questo tipo di cupola richiedeva un centraggio complesso e una cassaforma orientata radialmente per creare le sue curve strette, e la prima prova diretta superstite di cassaforma radiale si trova nel caldarium delle Grandi Terme della villa di Adriano. Adriano era un architetto dilettante ed era apparentemente cupole di Adriano come quelle che l’architetto di Traiano, Apollodoro di Damasco, derise chiamò “zucche” prima che Adriano diventasse imperatore. Secondo Dio Cassius, il ricordo di questo insulto contribuì ad Adriano come imperatore con Apollodoro esiliato e ucciso.
A metà del 2 ° secolo, alcune delle cupole più grandi furono costruite vicino all’odierna Napoli, come parte di grandi complessi termali che sfruttano le sorgenti termali vulcaniche della zona. Nel complesso del bagno di Baia, ci sono i resti di una cupola crollata di 26,3 metri (86 piedi), chiamata il “Tempio di Venere”, e una più grande cupola semicoperta che si estende per 29,5 metri (97 piedi) chiamata “Tempio di Diana” “. La cupola del “Tempio di Diana”, che potrebbe essere stato un ninfeo come parte del complesso termale, può essere vista avere una sezione ogivale fatta di strati orizzontali di mattoni a vista e ricoperta di tufo chiaro. Risale alla seconda metà del 2 ° secolo ed è la terza più grande cupola conosciuta dal mondo romano. Il secondo più grande è il “Tempio di Apollo” crollato costruito nelle vicinanze lungo la riva del Lago d’Averno. Lo span non può essere misurato con precisione a causa del suo stato rovinato, ma era più di 36 metri (118 piedi) di diametro.
Le sale ottagonali delle Terme di Antonino a Cartagine erano coperte da volte a chiostro e risalgono al 145-160.
Nella seconda metà del II secolo in Nord Africa, un tipico tipo di forma a tubo dell’ugello fu sviluppato nella tradizione della cupola del tubo di terracotta nei bagni di epoca ellenistica di Morgantina, un’idea che era stata preservata nell’uso di vasi di terracotta incastrati tra loro per tetti di forno. Questo tubo potrebbe essere prodotto in serie sulle ruote del vasaio e incastrato per formare un centro permanente per le cupole in cemento, evitando l’uso del centraggio in legno del tutto. Questo si è diffuso principalmente nel Mediterraneo occidentale.
Sebbene raramente utilizzata, la cupola pendentiforme era nota nell’architettura romana del II secolo, come i monumenti funerari della Sedia dei Diavolo e il Torracio della Secchina sulla Via Nomentana. Sarebbe usato molto più ampiamente nel periodo bizantino.
Terzo secolo
La grande rotonda delle Terme di Agrippa, le più antiche terme pubbliche di Roma, è stata datata al periodo di Severan all’inizio del 3 ° secolo, ma non è noto se si tratti di un’aggiunta o semplicemente di una ricostruzione di una precedente cupola rotonda .
Nel 3 ° secolo, la mausoleo imperiale cominciò a essere costruita come rotonde a cupola piuttosto che strutture di tumuli o altri tipi, seguendo monumenti simili da parte di privati cittadini. La mausoleo a cupola pagana e cristiana di questo periodo può essere differenziata in quanto le strutture degli edifici riflettono anche le loro funzioni religiose. Gli edifici pagani sono in genere due piani, poco illuminati, strutture autoportanti con un’area inferiore della cripta per i resti e un’area superiore per il sacrificio devozionale. La mausoleo a cupola cristiana contiene un unico spazio ben illuminato e di solito è collegato a una chiesa.
Esempi del III secolo includono la cupola in mattoni del Mausoleo di Diocleziano e il mausoleo di Villa Gordiani. La Villa Gordiani contiene anche resti di una cupola a cupola ovale. Il Mausoleo di Diocleziano utilizza piccoli squinci di mattoni ad arco costruiti da una base circolare in un motivo a scaglie sovrapposte, chiamato “cupola a gradini” a gradini. Il modello delle squame era un motivo ellenistico popolare adottato dai Parti e dai Sasanidi, e tali cupole sono probabilmente legate ai “volantini” persiani. Oltre al mausoleo, il Palazzo di Diocleziano contiene anche una rotonda vicino al centro del complesso che potrebbe essere servita come sala del trono. Ha nicchie laterali simili a quelle di un mausoleo ottagonale, ma era situato all’estremità di una sala a volta a botte apparentemente simile a quella trovata nei palazzi sasanidi posteriori. La cupola di 24 metri del Mausoleo di Galerio fu costruita intorno al 300 d.C. vicino al palazzo imperiale come un mausoleo o una sala del trono. Fu convertito in chiesa nel V secolo.
Le cupole in muratura erano meno comuni nelle province romane, anche se il 3 ° secolo “Tempio di Venere” a Baalbek fu costruito con una cupola di pietra di 10 metri (33 piedi) di diametro. La tecnica di costruzione di cupole leggere con tubi ceramici interconnessi ulteriormente sviluppati in Nord Africa e in Italia tra la fine del 3 ° e l’inizio del 4 ° secolo. Entro il 4 ° secolo, la volta sottile e leggera del tubo era diventata una tecnica di volteggio a sé stante, piuttosto che servire semplicemente come centro permanente per il calcestruzzo. Era usato nei primi edifici cristiani in Italia. Organizzare questi tubi di terracotta in una spirale continua creava una cupola che non era abbastanza resistente per campate molto grandi, ma richiedeva solo un centraggio e una cassaforma minimi. La successiva cupola del Battistero del Neon a Ravenna ne è un esempio.
Quarto secolo
Nel IV secolo, le cupole romane proliferarono a causa dei cambiamenti nel modo in cui vennero costruite le cupole, compresi i progressi nelle tecniche di centraggio e l’uso delle nervature in mattoni. Il cosiddetto “Tempio della Minerva Medica”, ad esempio, usava costole di mattoni insieme a anelli a gradini e cemento aggregato leggero di pomice per formare una cupola decagonale. Il materiale scelto per la costruzione è gradualmente passato durante il 4 ° e il 5 ° secolo da pietre o cemento a mattoni più leggeri con gusci sottili. L’uso di nervature ha irrigidito la struttura, permettendo alle cupole di essere più sottili con pareti di supporto meno massicce. Le finestre erano spesso utilizzate in queste pareti e sostituivano l’oculo come fonte di luce, sebbene talvolta fosse necessario un rinforzo per compensare le grandi aperture. Il Mausoleo di Santa Costanza ha finestre sotto la cupola e nient’altro che colonne abbinate al di sotto di essa, che utilizzano una volta a botte circostante per sostenere la struttura.
Anche la ottagonale “Domus Aurea”, o “ottagono d’oro”, costruita dall’imperatore Costantino nel 327 nel palazzo imperiale di Antiochia, aveva un tetto a cupola, presumibilmente di legno e coperto di piombo dorato. Fu dedicato due anni dopo il Concilio di Nicea a “Armonia, il potere divino che unisce l’Universo, la Chiesa e l’Impero”. Potrebbe essere stata sia la cattedrale di Antiochia che la chiesa di corte di Costantino, e il precedente per le successive chiese a pianta ottagonale vicino ai palazzi dei Santi Sergio e Bacco e Hagia Sophia di Giustiniano e Cattedrale di Aquisgrana di Carlo Magno. La cupola fu ricostruita nel 537-8 con legno di cipresso proveniente da Daphne dopo essere stata distrutta in un incendio. La maggior parte delle cupole delle chiese nella regione siriana erano costruite in legno, come quella della successiva Cupola della Roccia a Gerusalemme, e la cupola della Domus Aurea sopravvisse a una serie di terremoti del VI secolo che distrussero il resto dell’edificio. Non si registra la ricostruzione della chiesa dopo il terremoto del 588, forse a causa del generale abbandono di molti edifici pubblici in quella che non era più la capitale dell’Impero.
Gli edifici centralizzati a pianta circolare o ottagonale sono stati utilizzati anche per battesimi e reliquiari a causa dell’idoneità di tali forme per l’assemblaggio attorno a un singolo oggetto. I battisteri iniziarono a essere costruiti alla maniera di una cupola di mausoleo durante il IV secolo in Italia. Il Battistero ottagonale del Laterano o il battistero del Santo Sepolcro potrebbe essere stato il primo, e lo stile si diffuse durante il V secolo. La Chiesa dei Santi Apostoli, o Apostoleion, probabilmente progettata da Costantino ma costruita dal suo successore Costanzo nella nuova capitale di Costantinopoli, univa la basilica della congregazione con il santuario centralizzato. Con un piano simile a quello della Chiesa di Saint Simeon Stylites, quattro navate proiettate da una rotonda centrale contenente la tomba di Costantino e gli spazi per le tombe dei dodici Apostoli. Al di sopra del centro potrebbe essere stato un cleristorio con una cupola di legno coperta con lastre di bronzo e accenti d’oro.
Mausoleo e santuari cristiani si svilupparono nel tipo di “chiesa centralizzata”, spesso con una cupola su uno spazio centrale rialzato. Il decaglione oblungo dell’odierna Basilica di San Gereone a Colonia, in Germania, fu costruito su un edificio romano del IV secolo straordinario e riccamente decorato con un’abside, nicchie semi-a cupola e cupola. Una chiesa costruita nel cimitero settentrionale della città, la sua dedica originale è sconosciuta. Potrebbe essere stato costruito da Giuliano, il governatore della Gallia dal 355 al 360, che in seguito sarebbe diventato imperatore, come mausoleo per la sua famiglia. Lo spazio ovale potrebbe essere stato modellato dopo sale per udienze imperiali o edifici come il Tempio di Minerva Medica. La chiesa del Santo Sepolcro a Gerusalemme fu probabilmente costruita con una cupola di legno sul santuario entro la fine del 4 ° secolo. La rotonda, del diametro di 33,7 metri (111 piedi) e centrata sulla tomba di Cristo, consisteva in una stanza centrale a cupola circondata da un ambulacro. La cupola si ergeva su un piano terra, una galleria, un lucernario e poteva avere un occhio. La cupola era larga circa 21 metri. Rasa al suolo nel 1009 dal califfo fatimide, fu ricostruita nel 1048 dall’imperatore Costantino IX Monomachos, a quanto pare con un mosaico raffigurante Cristo e i Dodici Apostoli. L’attuale cupola è una ristrutturazione del 1977 in cemento armato sottile.
La più grande chiesa paleocristiana, pianificata centralmente, San Lorenzo Maggiore di Milano, fu costruita verso la metà del IV secolo, mentre quella città serviva come capitale dell’Impero occidentale e potrebbe essere stata a cupola con un materiale leggero, come il legno o la canna. Ci sono due teorie sulla forma di questa cupola: una cupola in stile bizantino su pendenti sferici con un anello di finestre simile alle cupole dell’ultima epoca giustinianea, o una volta ottagonale del chiostro seguendo le tendenze romane e come la volta della cappella contemporanea del sito di San Aquilino, possibilmente costruito con tubi a volta, pezzi di cui sono stati trovati negli scavi. Sebbene questi tubi siano stati mostrati fino ad oggi da una ricostruzione medievale, ci sono prove a supporto dell’uso del calcestruzzo romano nell’originale. Incendi nel 1071 e nel 1075 danneggiarono l’edificio e la copertura centrale crollò nel 1103. Fu ricostruita con una cupola romanica che durò fino al 1573, quando crollò e fu sostituita dalla struttura attuale. La volta originale era celata esternamente da un tamburo quadrato anziché dall’ottagono di oggi, che risale al XVI secolo.
Quinto secolo
Entro il 5 ° secolo, strutture con piani a croce a cupola su piccola scala esistevano in tutto il mondo cristiano. Gli esempi includono il Mausoleo di Galla Placidia, il martyrium annesso alla Basilica di San Simpliciano e le chiese in Macedonia e sulla costa dell’Asia Minore. Piccole cupole di mattoni si trovano anche nelle torri delle mura di cinta degli inizi del V secolo di Costantinopoli. Le cisterne sotterranee di Costantinopoli, come la Cisterna di Philoxenos e la Cisterna Basilica, erano composte da una griglia di colonne che sostenevano piccole cupole, piuttosto che volte a crociera. La baia quadrata con volta a vela in alto o cupola su pennacchi divenne l’unità di base dell’architettura nei primi secoli bizantini, trovati in una varietà di combinazioni.
I primi esempi di cupole bizantine esistevano nella sala esagonale del palazzo di Antiochos, l’esagono di Gülhane, il martyium dei SS. Karpos e Papylos e la rotonda al Myrelaion. La chiesa di S. Maria di Efeso, del V secolo, aveva piccole stanze laterali rettangolari con volte a vela fatte di corsi di mattoni ad arco. La cupola in mattoni del battistero di Santa Maria era composta da una serie di sezioni meridionali strettamente arcuate. La Chiesa di Saint Simeon Stylites aveva probabilmente una cupola poligonale in legno sul suo ottagono centrale largo 27 metri.
Con la fine dell’Impero Romano d’Occidente, le cupole divennero una caratteristica distintiva dell’architettura ecclesiastica dell’Impero Romano d’Oriente sopravvissuto. Una transizione dalle basiliche con tetto in legno alle chiese a volta sembra essere avvenuta tra la fine del V secolo e il VII secolo, con i primi esempi a Costantinopoli, in Asia Minore e in Cilicia. The first known domed basilica may have been a church at Meriamlik in southern Turkey, dated to between 471 and 494, although the ruins do not provide a definitive answer. It is possible earlier examples existed in Constantinople, where it has been suggested that the plan for the Meriamlik church itself was designed, but no domed basilica has been found there before the 6th century.