Historia de las bóvedas romanas
La historia de las cúpulas romanas y bizantinas traza la arquitectura de las cúpulas a lo largo del antiguo Imperio Romano y su continuación medieval, hoy llamada Imperio Bizantino. Las cúpulas fueron elementos arquitectónicos importantes en ambos períodos y tuvieron amplia influencia en estilos contemporáneos y posteriores, desde la arquitectura rusa y otomana hasta el renacimiento italiano y los avivamientos modernos. Las cúpulas eran habitualmente semiesféricas, aunque también se conocen formas octogonales y segmentadas, y se desarrollaron en forma, uso y estructura a lo largo de los siglos. Los primeros ejemplos descansaban directamente en las paredes de la rotonda de las salas redondas y presentaban un óculo central para la ventilación y la luz. Las pechinas se hicieron comunes en el período bizantino, proporcionaron soporte para cúpulas sobre espacios cuadrados.
Las primeras cúpulas de madera solo se conocen de fuentes literarias, pero el uso de encofrados de madera, hormigón y mano de obra no calificada permitieron cúpulas de tamaño monumental a fines de la República y comienzos del Imperio, como el llamado baño del «Templo de Mercurio». en Baiae. Nerón introdujo la cúpula en la arquitectura del palacio romano en el siglo I y dichas habitaciones sirvieron como salas de banquetes estatales, salas de audiencias o salas del trono. La cúpula del Panteón, el ejemplo más grande y famoso, fue construida de hormigón en el siglo II y pudo haber servido como sala de audiencias para Adriano. Los mausoleos imperiales, como el mausoleo de Diocleciano, fueron abovedados a partir del siglo III. Algunas cúpulas más pequeñas se construyeron con una técnica de utilizar tubos de cerámica en lugar de un centro de madera para hormigón, o como una estructura permanente incrustada en el hormigón, pero el ladrillo ligero se convirtió en el material de construcción preferido en el transcurso de los siglos IV y V. Las costillas de ladrillo permitieron una estructura más delgada y facilitaron el uso de ventanas en las paredes de soporte, reemplazando la necesidad de un óculo como fuente de luz.
Los baptisterios y santuarios cristianos fueron abovedados en el siglo IV, como el Baptisterio de Letrán y la posible cúpula de madera sobre la Iglesia del Santo Sepulcro. La iglesia octogonal del palacio de Constantino en Antioquía puede haber sido el precedente de edificios similares durante siglos después. La primera basílica con cúpula pudo haber sido construida en el siglo V, con una iglesia en el sur de Turquía como el primer ejemplo propuesto, pero la arquitectura del siglo VI de Justiniano hizo que la arquitectura de la iglesia con cúpula fuera estándar en todo el este romano. Su Santa Sofía y la Iglesia de los Santos Apóstoles inspiraron copias en siglos posteriores.
Las iglesias cruciformes con cúpulas en sus cruces, como las iglesias de Hagia Sophia en Tesalónica y San Nicolás en Myra, eran típicas de la arquitectura de los siglos VII y VIII y una bóveda con bóvedas de cañón en cuatro lados se convirtió en el sistema estructural estándar. Las cúpulas sobre tambores con ventanas de forma cilíndrica o poligonal eran estándar después del siglo IX. En el período posterior del imperio, las iglesias más pequeñas se construyeron con cúpulas de diámetro más pequeño, normalmente a menos de 6 metros (20 pies) después del siglo X. Las excepciones incluyen los octógonos abovedados del siglo XI de Hosios Loukas y Nea Moni, y la iglesia de Chora del siglo XII, entre otros. El plan de cruz en cuadrado, con una cúpula única en el cruce o cinco cúpulas en forma de quincunce, como en la iglesia de San Panteleimon, fue el tipo más popular desde el siglo X hasta la caída de Constantinopla en 1453.
Visión de conjunto
Los arcos redondeados, las bóvedas y las cúpulas distinguen la arquitectura romana de la de la Antigua Grecia y se vieron facilitadas por el uso de hormigón y ladrillo. Al variar el peso del material agregado en el concreto, el peso del concreto podría verse alterado, permitiendo que se coloquen capas más ligeras en la parte superior de las cúpulas de concreto. Pero las bóvedas de concreto también requerían un costoso encofrado de madera, también llamado encofrado, que se debía construir y mantener en su lugar durante el proceso de curado, que normalmente tendría que destruirse para ser eliminado. El encofrado de las bóvedas de ladrillo no necesita mantenerse en su lugar durante tanto tiempo y podría reutilizarse más fácilmente.
Las cúpulas romanas se usaban en baños, villas, palacios y tumbas. Oculi eran características comunes. Eran habitualmente de forma hemisférica y parcialmente o totalmente ocultos en el exterior. Para reforzar los empujes horizontales de una cúpula de mampostería hemisférica grande, las paredes de soporte se construyeron más allá de la base hasta al menos las ancas del domo y la cúpula también a veces se cubrió con un techo cónico o poligonal. También se usaron a veces una variedad de otras formas, incluyendo cúpulas de platillo poco profundas, cúpulas segmentarias y cúpulas acanaladas. Las salas de audiencias de muchos palacios imperiales fueron abovedadas. Las cúpulas también eran muy comunes sobre los pabellones de jardín poligonales. La construcción y el desarrollo de cúpulas disminuyeron en el oeste con el declive y la caída de la porción occidental del imperio.
El término «bizantino», inventado en 1557 por el historiador Hieronymus Wolf, se hizo popular en el siglo XIX y se usa para referirse al Imperio Romano oriental medieval con su capital en Constantinopla, la antigua ciudad de Byzantion. En el período bizantino, una estructura de soporte de cuatro arcos con pechinas entre ellos permitió que se abrieran los espacios debajo de las cúpulas. Las pechinas permitieron que las cargas de peso se concentraran en solo cuatro puntos en un plan cuadrado más práctico, en lugar de un círculo. Las cúpulas eran elementos importantes de baptisterios, iglesias y tumbas. Eran normalmente hemisféricos y tenían, con excepciones ocasionales, tambores con ventanas. Los techos para cúpulas van desde baldosas simples de cerámica a láminas de plomo más costosas, más duraderas y más ajustadas.
Las cúpulas y los tambores típicamente incorporan anillos de tensión de madera en varios niveles para resistir la deformación en el mortero y permiten una construcción más rápida. También se usaron abrazaderas de metal entre bloques de piedra de cornisa, tirantes de metal y cadenas de metal para estabilizar edificios abovedados. Los cinturones de madera en las bases de las cúpulas ayudaron a estabilizar las paredes debajo de ellos durante los terremotos, pero las cúpulas mismas permanecieron vulnerables al colapso. Los ejemplos de cúpulas superpuestas o de calabaza supervivientes en Constantinopla son estructuralmente equivalentes y esas técnicas se usaron indistintamente, con el número de divisiones correspondientes al número de ventanas. Ayudados por la pequeña escala de las iglesias después del siglo VI, estas cúpulas acanaladas podrían construirse con encofrado solo para las costillas. Las cúpulas de calabaza podrían haber sido construidas en anillos autoportantes y las pequeñas bóvedas abovedadas fueron encerradas de forma efectiva, prescindiendo por completo del encofrado.
Historia
República tardía y período imperial temprano
Los baños romanos desempeñaron un papel principal en el desarrollo de la construcción abovedada en general, y las cúpulas monumentales en particular. Las cúpulas modestas en los baños que datan de los siglos II y I aC se ven en Pompeya, en las cámaras frías de Terme Stabiane y Terme del Foro. Estas cúpulas tienen una forma muy cónica, similar a las de un bajorrelieve asirio hallado en Nínive. En un tepidarium de la era romana en Cabrera de Mar, España, se ha identificado una cúpula desde mediados del siglo II aC que utilizaba una versión refinada de la construcción de arco paralelo hallada en una cúpula de baño helenística anterior en Sicilia. Según Vitruvius, la temperatura y la humedad de las habitaciones templadas y abovedadas se pueden regular elevando o bajando los discos de bronce ubicados debajo de un óculo. Las cúpulas se adaptaban especialmente bien a las salas calientes de los baños circulares para facilitar incluso la calefacción de las paredes. Sin embargo, el uso extensivo de las cúpulas no ocurrió antes del siglo I d.
El libro de Varro sobre agricultura describe un aviario con una cúpula de madera decorada con los ocho vientos que se compara por analogía con los ocho vientos representados en la Torre de los Vientos, que se construyó en Atenas aproximadamente al mismo tiempo. Este aviario con su cúpula de madera puede representar un tipo completamente desarrollado. Las cúpulas de madera en general habrían permitido espacios muy amplios. Su uso anterior puede haber inspirado el desarrollo y la introducción de grandes cúpulas de piedra de tamaño sin precedentes. Formas complejas de madera fueron necesarias para el centrado del domo y el soporte durante la construcción, y parecen haber llegado a ser más eficientes y estandarizados con el tiempo.
El mortero y el agregado de concreto romano se construyeron en capas horizontales colocadas a mano contra el encofrado de madera con el grosor de las capas determinado por la longitud del día de trabajo, en lugar de verterse en un molde como lo es el concreto en la actualidad. Las cúpulas de hormigón romanas se construyeron de forma similar a las cúpulas de ménsulas anteriores de la región mediterránea, aunque tienen características estructurales diferentes. El agregado utilizado por los romanos era a menudo escombros, pero el agregado liviano en los niveles superiores servía para reducir las tensiones. Los «jarrones y jarras» vacíos pueden ocultarse dentro para reducir el peso. Las mezclas de concreto seco usadas por los romanos se compactaron con carneros para eliminar los huecos, y la sangre animal añadida actuó como un reductor de agua. Debido a que el concreto romano era débil en tensión, no proporcionaba ninguna ventaja estructural sobre el uso de ladrillo o piedra. Pero, debido a que podría construirse con mano de obra esclava no calificada, proporcionó una ventaja constructiva y facilitó la construcción de domos de gran escala.
Las cúpulas alcanzaron un tamaño monumental en el período imperial romano. Aunque las huellas del encofrado en sí no han sobrevivido, las deformaciones del ideal de hasta 22 centímetros (8,7 pulgadas) en el llamado «Templo de Mercurio» en Baiae sugieren un centrado de ocho marcos radiantes, con conectores horizontales que soportan encofrado radial para la cúpula superficial. El edificio, en realidad un pasillo de baño de hormigón que data de la época de Augusto (27 aC – 14 dC), tiene la primera cúpula grande conocida romana. Hay cinco aberturas en la cúpula: un óculo circular y cuatro claraboyas cuadradas. La cúpula tiene una envergadura de 21.5 metros (71 pies) y es la cúpula conocida más grande construida antes que la del Panteón. También es el domo de hormigón conservado más temprano.
Primer siglo
Si bien hay ejemplos anteriores en el período republicano y el período imperial temprano, el crecimiento de la construcción abovedada aumentó bajo el emperador Nerón y los Flavios en el siglo I d. C., y durante el siglo II. Las salas de planificación central se convierten en partes cada vez más importantes de los diseños de villas de palacio y palacio que comienzan en el siglo I, sirviendo como salas de banquetes estatales, salas de audiencias o salas del trono. El encofrado se organizó horizontal o radialmente, pero no hay suficiente evidencia sobreviviente de los siglos I y II para decir lo que era típico.
La opulenta arquitectura del palacio del emperador Nerón (54 – 68 dC) marca un desarrollo importante. Hay evidencia de una cúpula en su Domus Transitoria en la intersección de dos corredores, que descansa sobre cuatro grandes muelles, que pueden haber tenido un óculo en el centro. En la Domus Aurea de Nerón, o «Casa Dorada», planeada por Severus y Celer, las paredes de una sala octogonal grande se transforman en una bóveda de forma octogonal, que luego pasa a una cúpula con un óculo. Este es el primer ejemplo conocido de una cúpula en la ciudad de Roma.
La Domus Aurea se construyó después del 64 dC y la cúpula tenía más de 13 metros (43 pies) de diámetro. Esta cúpula octogonal y semicircular está hecha de hormigón y el óculo está hecho de ladrillo. Las paredes radiales de las habitaciones circundantes apuntalan la cúpula, permitiendo que las paredes octogonales que se encuentran directamente debajo de ella contengan grandes aberturas bajo arcos planos y para que la habitación esté inusualmente bien iluminada. Como no hay indicios de que el mosaico u otro material de revestimiento se haya aplicado alguna vez a la superficie de la cúpula, puede haberse escondido detrás de una cubierta de tela parecida a una tienda de campaña como las tiendas del pabellón de los gobernantes helenísticos (y persas anteriores). El óculo es inusualmente grande, más de dos quintas partes del espacio de la habitación, y puede haber servido para soportar una estructura linterna ligera o tholos, que habría cubierto la abertura. Los canales circulares en la superficie superior del óculo también apoyan la idea de que esta linterna, tal vez en sí misma abovedada, era la cúpula giratoria a la que se hace referencia en los relatos escritos.
Según Suetonius, la Domus Aurea tenía una cúpula que giraba perpetuamente sobre su base en imitación del cielo. Se informó en 2009 que los cimientos recientemente descubiertos de una sala redonda pueden ser los de un comedor abovedado giratorio. También se informa en las fuentes contemporáneas es un techo sobre un comedor en el palacio equipado con tuberías para que el perfume pueda llover desde el techo, aunque no se sabe si esto era una característica de la misma cúpula. La costosa y lujosa decoración del palacio causó tal escándalo que fue abandonada poco después de la muerte de Nerón y edificios públicos como los Baños de Tito y el Coliseo fueron construidos en el lugar.
La única cúpula intacta del reinado del emperador Domiciano es un ejemplo de 16,1 metros (53 pies) de ancho en lo que pudo haber sido un ninfeo en su villa en Albano. Ahora es la iglesia de Santa Maria della Rotunda (it). Domiciano, 92 d. C. Domus Augustana estableció el semi-domo absidal como un motivo imperial. Las cámaras cuadradas de su palacio en la colina del Palatino usaban pechinas para sostener cúpulas. Su palacio contenía tres cúpulas que descansaban sobre muros con ábsides alternados y aberturas rectangulares. Una sala abovedada octogonal existió en el ala doméstica. A diferencia de la cúpula octogonal similar de Nero, sus segmentos se extendían hasta el óculo. El comedor de este palacio privado, llamado Coenatio Jovis, o Comedor de Júpiter, contenía un techo giratorio como el que Nero había construido, pero con estrellas en el cielo simulado.
Segundo siglo
Durante el reinado del emperador Trajano, las cúpulas y semicúpulas sobre exedras eran elementos estándar de la arquitectura romana, posiblemente debido a los esfuerzos del arquitecto de Trajano, Apolodoro de Damasco, que era famoso por su capacidad de ingeniería. Dos rotondas de 20 metros (66 pies) de diámetro se terminaron en el año 109 dC como parte de las Termas de Trajano, construidas sobre la Domus Aurea, y las exedras de 13 y 18 metros de ancho se construyeron como parte de los mercados del norte – Al menos de su foro. La arquitectura del sucesor de Trajano, Adriano, continuó con este estilo. Aunque se considera un ejemplo de la arquitectura hadrianica, hay evidencia de brickstamp que la reconstrucción del Panteón en su forma actual se inició bajo Trajan. La especulación de que el arquitecto del Panteón fue Apolodoro no ha sido probada, aunque hay similitudes estilísticas entre sus grandes medias cúpulas en artes en los Baños de Trajano y la cúpula del Panteón. Tres exedras de 100 pies (30 m) de ancho en Trajan’s Baths tienen patrones de artesonados que, como en el Panteón, se alinean con nichos inferiores solo en los ejes y diagonales y, también como en el Panteón, esa alineación es a veces con las costillas entre las arcas, en lugar de las arcas mismas.
El Panteón en Roma, completado por el emperador Adriano como parte de las Termas de Agripa, tiene la cúpula romana más famosa, mejor conservada y más grande. Su diámetro era más del doble de ancho que cualquier cúpula anterior conocida. Que data del siglo II, es una cúpula de hormigón no reforzada de 43.4 metros (142 pies) de ancho que descansa sobre una pared circular, o rotonda, de 6 metros (20 pies) de espesor. Esta rotonda, hecha de hormigón con cara de ladrillo, contiene una gran cantidad de arcos de alivio y no es sólida. Siete nichos interiores y la entrada dividen la pared estructuralmente en ocho muelles virtualmente independientes. Estas aberturas y vacíos adicionales representan la cuarta parte del volumen de la pared rotonda. La única abertura en el domo es el óculo de ladrillo en la parte superior, de 9 metros (30 pies) de diámetro, que proporciona luz y ventilación para el interior.
El cofre poco profundo en el domo representa una reducción de menos del cinco por ciento en la masa del domo, y es principalmente decorativo. El material agregado colocado a mano en el concreto es más pesado en la base del domo y cambia a materiales más ligeros a medida que aumenta la altura, reduciendo drásticamente las tensiones en la estructura terminada. De hecho, muchos comentaristas han citado el Panteón como un ejemplo de las posibilidades revolucionarias para la arquitectura monolítica proporcionadas por el uso del hormigón romano puzolana. Sin embargo, las grietas verticales parecen haberse desarrollado muy temprano, de modo que en la práctica el domo actúa como una serie de arcos con una piedra angular común, en lugar de una sola unidad. Las anillas exteriores utilizadas para comprimir las «ancas» de la cúpula, que no serían necesarias si la cúpula actuó como una estructura monolítica, pueden ser un reconocimiento de esto por los propios constructores. Tal refuerzo era común en la construcción del arco romano. Las grietas en la cúpula se pueden ver desde las cámaras internas superiores de la rotonda, pero se han cubierto con una nueva representación en la superficie interna y parches en el exterior. El techo del Panteón estaba originalmente cubierto con azulejos de bronce dorado, pero estos fueron retirados en 663 por el emperador Constans II y reemplazados con techos de plomo.
La función del Panteón sigue siendo una pregunta abierta. Extrañamente para un templo, su inscripción, que atribuye este tercer edificio en el sitio al constructor del primero, Marcus Agripa, no menciona ningún dios o grupo de dioses. Su nombre, Panteón, proviene del griego para «todos los dioses», pero no es oficial, y no se incluyó en la lista de los templos restaurados por Adriano en la Historia Augusta. Los templos circulares eran pequeños y raros, y los templos romanos tradicionalmente permitían solo una divinidad por habitación. El Panteón se asemeja más a las estructuras encontradas en los palacios y baños imperiales. Se cree que Adriano celebró la corte en la rotonda usando el ábside principal frente a la entrada como tribuna, lo que puede explicar su gran tamaño. Más tarde, edificios romanos similares al Panteón incluyen un templo a Asklepios Soter (de) (c.145) en la antigua ciudad helenística de Pérgamo y el llamado «Templo Redondo» en Ostia (c 230-240), que puede tener sido relacionado con el culto imperial. La cúpula de Pérgamo tenía unos 80 pies romanos de ancho, frente a unos 150 para el Panteón, y estaba hecha de ladrillo sobre una rotonda de piedra tallada. La cúpula de Ostia tenía 60 pies romanos de ancho y estaba hecha de hormigón con cara de ladrillo. Ningún domo posterior construido en la época imperial se acercó al lapso del Panteón. Se mantuvo como la cúpula más grande del mundo durante más de un milenio y sigue siendo la cúpula de hormigón no reforzado más grande del mundo.
Las cúpulas segmentadas hechas de cuñas radialmente cóncavas, o de cuñas cóncavas y planas alternas, aparecen debajo de Hadrian en el siglo II y la mayoría de los ejemplos conservados del estilo datan de este período. Hadrian’s Villa tiene ejemplos en la Piazza D’Oro y en el semidomo del Serapeum. Los detalles registrados de la decoración de la cúpula segmentada en la Piazza D’Oro sugieren que se hizo para evocar una carpa ondeante, tal vez en imitación de los pabellones utilizados por los reyes helenísticos. Otros ejemplos existen en los baños de Adriano de Otricoli y el llamado «Templo de Venus» en Baiae. Este estilo de cúpula requirió un centrado complejo y un encofrado orientado radialmente para crear sus curvas cerradas, y la evidencia directa más antigua que sobrevivió de encofrado radial se encuentra en el caldarium de los Grandes Baños en la villa de Adriano. Adriano era un arquitecto aficionado y aparentemente era cúpula de Hadrian como estos, que el arquitecto de Trajano, Apolodoro de Damasco, llamó burlonamente «calabazas» antes de que Adriano se convirtiera en emperador. Según Dio Cassius, el recuerdo de este insulto contribuyó a que Adriano, como emperador, exterminara y matara a Apolodoro.
A mediados del siglo segundo, algunas de las cúpulas más grandes se construyeron cerca de lo que hoy es Nápoles, como parte de grandes complejos de baños que aprovechan las aguas termales volcánicas de la zona. En el complejo de baños en Baiae, hay restos de una cúpula derrumbada que abarca 26,3 metros (86 pies), llamado el «Templo de Venus», y una cúpula medio derrumbada que abarca 29,5 metros (97 pies) llamada el «Templo de Diana». «. La cúpula del «Templo de Diana», que puede haber sido un ninfeo como parte del complejo de baño, puede verse con una sección ojival hecha de capas horizontales de ladrillo con argamasa y cubierta con toba liviana. Data de la segunda mitad del siglo II y es la tercera cúpula más grande conocida del mundo romano. El segundo más grande es el «Templo de Apolo» derrumbado construido cerca de la orilla del Lago Avernus. El tramo no se puede medir con precisión debido a su estado arruinado, pero tenía más de 36 metros (118 pies) de diámetro.
Las habitaciones octogonales de las Termas de Antonino en Cartago estaban cubiertas con bóvedas de claustro y datadas entre 145-160.
En la segunda mitad del siglo II en el norte de África, se desarrolló un tipo distintivo de forma de tubo de boquilla en la tradición de la cúpula de tubo de terracota en los baños de época helenística de Morgantina, una idea que se había preservado en el uso de macetas de terracota interconectadas para techos de hornos. Este tubo podría producirse en masa sobre ruedas de alfarero y enclavarse para formar un centrado permanente para cúpulas de hormigón, evitando el uso del centrado de madera por completo. Esto se extendió principalmente en el Mediterráneo occidental.
Aunque rara vez se usaba, la cúpula pechina se conocía en la arquitectura romana del siglo II, como los monumentos funerarios de Sedia dei Diavolo y Torracio della Secchina en la Via Nomentana. Sería usado mucho más ampliamente en el período bizantino.
Tercer siglo
La gran rotonda de las Termas de Agripa, los baños públicos más antiguos de Roma, data del período Severo a principios del siglo III, pero no se sabe si se trata de una adición o simplemente una reconstrucción de una rotonda abovedada anterior. .
En el siglo III, los mausoleos imperiales comenzaron a construirse como rotondas abovedadas en lugar de estructuras de túmulos u otros tipos, siguiendo monumentos similares de ciudadanos particulares. Los mausoleos abovedados de origen pagano y cristiano de esta época pueden diferenciarse en que las estructuras de los edificios también reflejan sus funciones religiosas. Los edificios paganos son típicamente estructuras de dos pisos, tenuemente iluminadas, independientes con una zona de cripta inferior para los restos y una zona superior para el sacrificio devocional. Los mausoleos con cúpula cristiana contienen un solo espacio bien iluminado y generalmente están unidos a una iglesia.
Ejemplos del siglo III incluyen la cúpula de ladrillo del Mausoleo de Diocleciano y el mausoleo de Villa Gordiani. La Villa Gordiani también contiene restos de una cúpula gored oval. El mausoleo de Diocleciano usa pequeños bloques de ladrillo arqueados construidos a partir de una base circular en un patrón de escamas superpuestas, llamado «cúpula escalonada». El patrón de escamas fue un motivo helenístico popular adoptado por los partos y los sasánidas, y tales cúpulas probablemente se relacionan con las «bóvedas de bóveda» persas. Además del mausoleo, el Palacio de Diocleciano también contiene una rotonda cerca del centro del complejo que puede haber servido como sala del trono. Tiene nichos laterales similares a los de un mausoleo octogonal, pero estaba ubicado al final de una sala aparentemente con bóveda de cañón, como el arreglo encontrado en los palacios sasánidas posteriores. La cúpula de 24 metros (79 pies) del Mausoleo de Galerio se construyó alrededor del 300 dC cerca del palacio imperial como un mausoleo o una sala del trono. Se convirtió en una iglesia en el siglo quinto.
Las cúpulas de mampostería eran menos comunes en las provincias romanas, aunque el «Templo de Venus» del siglo III en Baalbek se construyó con una cúpula de piedra de 10 metros (33 pies) de diámetro. La técnica de construir cúpulas livianas con tubos de cerámica huecos entrelazados se desarrolló aún más en el norte de África e Italia a fines del siglo III y principios del IV. En el siglo IV, la delgada y liviana bóveda de tubo se había convertido en una técnica de bóveda en sí misma, en lugar de simplemente servir como un centro permanente para el concreto. Fue utilizado en los primeros edificios cristianos en Italia. Organizar estos tubos de terracota en una espiral continua creó una cúpula que no era lo suficientemente fuerte para luces muy grandes, pero requirió solo un centrado y encofrado mínimos. La última cúpula del Baptisterio de Neon en Rávena es un ejemplo.
Cuarto siglo
En el siglo IV, las cúpulas romanas proliferaron debido a los cambios en la forma en que se construyeron las cúpulas, incluidos los avances en las técnicas de centrado y el uso de nervaduras de ladrillo. El llamado «Templo de Minerva Médica», por ejemplo, usaba costillas de ladrillo junto con escalones y concreto ligero de agregado de piedra pómez para formar una cúpula decagonal. El material de elección en la construcción fue cambiando gradualmente durante los siglos IV y V, desde piedra u hormigón hasta ladrillos más ligeros en caparazones delgados. El uso de costillas endureció la estructura, permitiendo que las cúpulas fueran más delgadas con paredes de soporte menos masivas. A menudo se usaban ventanas en estas paredes y se reemplazaba el óculo como fuente de luz, aunque a veces era necesario apuntalar para compensar las grandes aberturas. El mausoleo de Santa Costanza tiene ventanas debajo de la cúpula y nada más que columnas emparejadas debajo de eso, usando una bóveda de cañón circundante para reforzar la estructura.
La «Domus Aurea» octagonal, u «octágono dorado», construida por el emperador Constantino en 327 en el palacio imperial de Antioquía también tenía un techo domical, presumiblemente de madera y cubierto con plomo dorado. Fue dedicado dos años después del Concilio de Nicea a «Armonía, el poder divino que une el Universo, la Iglesia y el Imperio». Puede haber sido tanto la catedral de Antioquía como la iglesia de la corte de Constantino, y el precedente para las iglesias de plan octogonales posteriores cerca de los palacios de los Santos Sergio y Baco y Santa Sofía por la Catedral de Justiniano y Aquisgrán de Carlomagno. La cúpula fue reconstruida por 537-8 con madera de ciprés de Daphne después de ser destruida en un incendio. La mayoría de las cúpulas de las iglesias en la región siria fueron construidas de madera, como la de la posterior Cúpula de la Roca en Jerusalén, y la cúpula de la Domus Aurea sobrevivió a una serie de terremotos en el siglo VI que destruyeron el resto del edificio. No hay registro de que la iglesia haya sido reconstruida después del terremoto de 588, tal vez debido al abandono general de muchos edificios públicos en lo que ya no era una capital del Imperio.
Los edificios centralizados de planta circular u octagonal también se usaron para bautizos y relicarios debido a la idoneidad de esas formas para ensamblar alrededor de un solo objeto. Los baptisterios comenzaron a construirse a la manera de mausoleos abovedados durante el siglo IV en Italia. El Baptisterio Laterano octogonal o el baptisterio del Santo Sepulcro puede haber sido el primero, y el estilo se extendió durante el siglo quinto. La Iglesia de los Santos Apóstoles, o Apostoleion, probablemente planeada por Constantino pero construida por su sucesor Constancio en la nueva capital de Constantinopla, combinó la basílica congregacional con el santuario centralizado. Con un plan similar al de la Iglesia de San Simeón Estilita, cuatro naves proyectadas desde una rotonda central que contiene la tumba de Constantino y espacios para las tumbas de los doce apóstoles. Por encima del centro puede haber sido una claraboya con una cúpula de madera cubierta con láminas de bronce y acentos dorados.
Los mausoleos y santuarios cristianos se convirtieron en el tipo de iglesia «centralizada», a menudo con una cúpula sobre un espacio central elevado. El decágono oblongo de la actual Basílica de San Gereón en Colonia, Alemania, se construyó sobre un edificio romano del siglo IV extraordinario y ricamente decorado con un ábside, nichos semicúpidos y cúpula. Una iglesia construida en el cementerio del norte de la ciudad, su dedicación original es desconocida. Puede haber sido construido por Julianus, el gobernador de Galia de 355 a 360 que más tarde se convertiría en emperador, como un mausoleo para su familia. El espacio oval puede haber sido modelado después de las salas de audiencias imperiales o edificios como el Templo de Minerva Medica. La iglesia del Santo Sepulcro en Jerusalén fue probablemente construida con una cúpula de madera sobre el santuario a fines del siglo IV. La rotonda, de 33,7 metros (111 pies) de diámetro y centrada en la tumba de Cristo, consistía en una habitación central abovedada rodeada por un deambulatorio. La cúpula se elevó sobre una planta baja, galería y claraboya y puede haber tenido un óculo. La cúpula tenía unos 21 metros (69 pies) de ancho. Arrebatado al suelo en 1009 por el califa fatimí, fue reconstruido en 1048 por el emperador Constantino IX Monomachos, al parecer con un mosaico que representa a Cristo y los Doce Apóstoles. La cúpula actual es una renovación de 1977 en concreto reforzado delgado.
La iglesia cristiana primitiva más grande, planificada centralmente, San Lorenzo Maggiore de Milán, fue construida a mediados del siglo IV, mientras que esa ciudad fue la capital del Imperio Occidental y pudo haber sido abovedada con un material liviano, como madera o caña. Hay dos teorías sobre la forma de esta cúpula: una cúpula de estilo bizantino sobre pechinas esféricas con un anillo de ventanas similar a las cúpulas de la posterior época de Justiniano, o una bóveda de claustro octogonal siguiendo las tendencias romanas y como la bóveda sobre la capilla contemporánea del sitio de Saint Aquiline, posiblemente construido con tubos de bóveda, piezas de las cuales se han encontrado en excavaciones. Aunque se ha demostrado que estos tubos datan de una reconstrucción medieval, hay evidencia que apoya el uso de concreto romano en el original. Incendios en 1071 y 1075 dañaron el edificio y la cubierta central colapsó en 1103. Fue reconstruida con una cúpula románica que duró hasta 1573, cuando colapsó y fue reemplazada por la estructura actual. La bóveda original fue ocultada por un tambor cuadrado externamente en lugar del octágono de hoy, que data del siglo XVI.
Quinto siglo
En el siglo V, las estructuras con planos en forma de cúpula a pequeña escala existían en todo el mundo cristiano. Los ejemplos incluyen el mausoleo de Galla Placidia, el martyrium atado a la basílica de San Simpliciano, y las iglesias en Macedonia y en la costa de Asia Menor. También se encuentran pequeñas bóvedas de ladrillo en las torres de las murallas de principios del siglo V de Constantinopla. Las cisternas subterráneas en Constantinopla, como la Cisterna de Philoxenos y la Cisterna Basílica, estaban compuestas por una grilla de columnas que soportaban pequeñas cúpulas, en lugar de bóvedas de arista. La bahía cuadrada con una bóveda de vela o cúpula sobre pechinas se convirtió en la unidad básica de la arquitectura en los primeros siglos bizantinos, que se encuentra en una variedad de combinaciones.
Los primeros ejemplos de cúpulas bizantinas existían sobre la sala hexagonal del Palacio de Antiochos, el hexágono en Gülhane, el martirio de los Santos. Karpos y Papylos, y la rotonda en Myrelaion. La iglesia de Santa María del siglo V en Éfeso tenía pequeñas habitaciones laterales rectangulares con bóvedas de vela hechas con ladrillos arqueados. La cúpula de ladrillo del baptisterio de Santa María estaba compuesta por una serie de secciones meridionales bien arqueadas. La iglesia de Saint Simeon Stylites probablemente tenía una cúpula poligonal de madera sobre su octágono central de 27 metros (89 pies) de ancho.
Con el final del Imperio Romano de Occidente, las cúpulas se convirtieron en un rasgo distintivo de la arquitectura eclesiástica del Imperio Romano de Oriente superviviente. La transición de las basílicas con techo de madera a las iglesias abovedadas parece haber ocurrido entre finales del siglo V y el siglo VII, con ejemplos tempranos en Constantinopla, Asia Menor y Cilicia.La primera basílica cúpula conocida puede haber sido una iglesia en Meriamlik en el sur de Turquía, fechada entre 471 y 494, aunque las ruinas no proporcionan una respuesta definitiva. Es posible que existieran ejemplos anteriores en Constantinopla, donde se ha sugerido que el plan para la propia iglesia de Meriamlik fue diseñado, pero no se ha encontrado allí ninguna basílica abovedada antes del siglo VI.