Le cupole furono un elemento caratteristico dell'architettura dell'Antica Roma e della sua continuazione medievale, l'Impero bizantino, con una vasta influenza sull'architettura delle civiltà a loro contemporanee (v.si Storia delle cupole persiane) e successive (v.si architettura romanica, architettura ottomana, architettura rinascimentale e architettura revivalista). Le cupole romane erano solitamente emisferiche ma ne sono note varianti ottagonali e segmentate. La loro forma, struttura e destinazione d'uso svilupparono in un plurisecolare percorso i cui primi esempi poggiavano direttamente su rotonde e presentavano un oculo centrale per la ventilazione e la luce. I pennacchi, fondamentali per sostenere le cupole su base quadrata, divennero comuni solo nel periodo bizantino.

Le prime cupole in legno sono note solo dalle fonti letteraria ma l'uso di casseforme in legno, cemento e manodopera non qualificata permise la realizzazione di cupole di dimensioni monumentali nella tarda Repubblica ed all'inizio dell'Impero romano, come le terme del cosiddetto "Tempio di Mercurio" a Baia. L'imperatore Nerone (r. 54-68) introdusse la cupola nell'architettura palatina romana nel I secolo nelle sale del trono, in quelle per i banchetti di stato e per le udienze. La cupola del Pantheon, l'esempio più grande e famoso, fu costruita in cementizio nel II secolo, forse come sala per le udienze dell'imperatore Adriano (r. 117-138). I mausolei imperiali, come il Mausoleo di Diocleziano, furono dotati di cupola a partire dal III secolo. Alcune cupole più piccole furono costruite con una tecnica che prevedeva l'uso di tubi ceramici al posto della centina lignea o come incorporato permanente del cemento. Il mattone leggero divenne il materiale da costruzione preferito tra IV e V secolo perché i costoloni in mattoni consentivano una struttura più sottile e facilitavano l'uso di finestre nei muri di sostegno, sostituendo la necessità dell'oculo quale fonte di luce.

Dall'architettura civile-palatina, la cupola passò all'architettura religiosa cristiana nel IV secolo, anzitutto in battisteri e santuari, come il Battistero lateranense e la (probabile) cupola lignea nella Basilica del Santo Sepolcro. La Chiesa ottagonale antiochea di Costantino funse forse da modello per edifici similari successivi. La prima basilica cupolata daterebbe al V secolo, con una chiesa nella Turchia meridionale come primo esempio proposto, ma fu l'architettura del VI secolo promossa dall'imperatore bizantino Giustiniano I (r. 527-565) a rendere l'architettura ecclesiastica cupolata lo standard in tutto l'Oriente romano: la sua Basilica di Santa Sofia e la sua Chiesa dei Santi Apostoli, entrambe a Costantinopoli, avrebbero ispirato gli architetti dei secoli successivi.

Le chiese cruciformi con cupole inscritte, come la Basilica di Santa Sofia (Salonicco) e la Chiesa di San Nicola (Demre), divennero tipiche dell'architettura bizantina del VII e VIII secolo, mentre le cupole bizantine sostenute da quattro volte a botte divennero l'unità architettonica standard. Le cupole su tamburi finestrati, cilindrici o poligonali, s'affermarono dopo il IX secolo. Dal X secolo, le chiese bizantine divennero più piccole e le cupole persero monumentalità, attestandosi su massimo 6 m di diametro: tra le eccezioni spiccano gli ottagoni cupolati nelle chiese del Monastero di Ossios Loukas e del Monastero di Nea Moni (XI secolo) e la Chiesa di San Salvatore in Chora (XII secolo). La pianta a croce inscritta, con una singola cupola all'incrocio o cinque cupole a quinconce, come nella Chiesa di San Pantaleone a Nerezi, fu la tipologia più popolare dal X secolo sino alla caduta di Costantinopoli nel 1453.

Panoramica

L'uso dell'arco a tutto sesto, della volta e della cupola marcano il distinguo tra l'architettura romana e l'architettura greca e furono facilitati dall'uso romano dell'opera cementizia (lat. opus caementicium) e del laterizio.. Variando il peso del materiale aggregato nel cemento si può alterarne il peso e consentire la posa di strati più leggeri sulla sommità della cupola che necessitava però di costose casseforme in legno da tenere in posa fino al termine della stagionatura per poi essere rimosse e, solitamente, distrutte. Per contro, con una cupola in mattoni, le casseforme dovevano essere tenute in posa per meno tempo e più facilmente riutilizzate. La malta e l'aggregato del cementizio venivano disposti in strati orizzontali stesi a mano contro le casseforme il cui spessore era determinato dalla lunghezza della giornata lavorativa anziché versati in uno stampo come avviene nel ventunesimo secolo. Le cupole romane in cemento venivano quindi costruite in modo simile alle precedenti cupole a mensola mediorientali rispetto alle quali pur differivano strutturalmente. L'aggregato romano era spesso composto da macerie ma per i livelli superiori della cupola era più leggero (per esempio composto da vasi e brocche vuoti) per ridurre le sollecitazioni. Le miscele di calcestruzzo secco romano venivano compattate con mortai per eliminare i vuoti e comprendevano sangue animale come riduttore d'acqua. Materiale debole in tensione, il calcestruzzo non forniva alcun vantaggio strutturale rispetto all'uso di mattoni o pietre ma poteva essere realizzato da manodopera servile non qualificata, costituendo quindi un vantaggio logistico che facilitava la costruzione di cupole su larga scala.

Le cupole furono utilizzate dai Romani nelle terme, nelle ville, nei palazzi (spesso nelle sale delle udienze) e nelle tombe. Spesso presentavano oculi. ed erano solitamente di forma emisferica, parzialmente o totalmente nascoste all'esterno. Per sostenere le spinte orizzontali di una grande cupola emisferica in muratura, i muri di sostegno venivano costruiti oltre la base almeno fino ai fianchi della cupola, creandole un tamburo, e la cupola veniva poi talvolta coperta con un tetto conico o poligonale.. Venivano impiegate una varietà di altre forme: cupole a piattino poco profonde, cupole segmentali e cupole a costoloni.. Le costolature in pietra o mattoni erano solitamente a filo con la superficie interna della cupola onde non essere visibili.. Le cupole erano «strettamente associate a mecenati senatoriali, imperiali e sponsorizzati dallo stato» e proliferarono nelle capitali e in altre città con affiliazioni imperiali.. Le cupole erano molto comuni anche nei padiglioni poligonali. Le raffigurazioni sulle monete tardo-romane suggeriscono che cupole a bulbo in legno rivestite in metallo venissero utilizzate sulle torri tardo-romane almeno nell'Impero romano d'Oriente.. La costruzione e lo sviluppo delle cupole diminuirono in Europa occidentale con il declino e la caduta dell'Impero romano d'Occidente nel 476..

Nell'architettura bizantina, una struttura di supporto di quattro archi collegati da pennacchi permise di aprire gli spazi sotto le cupole poiché i pennacchi concentravano il carico di peso in soli quattro punti su una pianta quadrata, più pratica rispetto al cerchio. Fino al IX secolo, le cupole restarono comunque basse, con spessi contrafforti, così come i loro tamburi (cilindrici), quando presenti. Dopo il IX secolo, le cupole divennero più alte ed i tamburi (poligonali) slanciati da colonne e arcate. La decorazione esterna della cupola si fece più elaborata nel XII secolo, incorporando colonne, nicchie, arcate cieche e marcapiani, mentre il numero delle cupole nel singolo edificio si moltiplicava.

Nell'Impero bizantino, com'era stato nella Roma tardo-antica ormai cristiana, le cupole erano elementi importanti nei battisteri, nelle chiese e nei mausolei.. Seguitavano ad essere per lo più emisferiche ma avevano, con occasionali eccezioni, tamburi finestrati. Le coperture per le cupole variavano da semplici tegole ceramiche a lamiere di piombo più costose, durevoli ed aderenti.. Le cupole e i tamburi in genere incorporavano anelli di tensione in legno a diversi livelli per resistere alla deformazione della malta e consentire una costruzione più rapida. Morsetti metallici tra blocchi di cornicione in pietra, tiranti metallici e catene metalliche venivano parimenti utilizzati per stabilizzare l'edificio.. Le cinture di legno alla base delle cupole aiutavano a stabilizzare le pareti sottostanti durante i terremoti ma le cupole rimanevano vulnerabili al crollo. Gli esempi sopravvissuti di cupole a coste o a zucca a Costantinopoli sono strutturalmente equivalenti e quelle tecniche venivano utilizzate in modo intercambiabile, con il numero di divisioni corrispondente al numero di finestre. Grazie alle dimensioni ridotte delle chiese edificate dopo il VI secolo, le loro cupole a costoloni potevano essere costruite con casseforme solo per i costoloni. Le cupole a zucca potevano essere costruite in anelli autoportanti e le piccole volte a cupola erano effettivamente a mensola, eliminando del tutto le casseforme..

Storia

II-I secolo a.C. Le terme romane svolsero un ruolo di primo piano nello sviluppo della cupola in generale e delle cupole monumentali in particolare. Modeste cupole termali risalenti al II e I secolo a.C. sono ancora visibili a Pompei, nel frigidario delle Terme Stabiane e delle Terme del Foro:.. hanno forma conica, similare alle proto-cupole mesopotamiche raffigurate nei bassorilievi assiri di Ninive.. In un tepidario a Cabrera de Mar (Spagna) è stata identificata una cupola della metà del II secolo a.C. che utilizzava una versione raffinata della costruzione ad arco parallelo trovata in una precedente cupola termale ellenistica in Sicilia. Secondo l'architetto romano Vitruvio (80-15 a.C.), la temperatura e l'umidità delle stanze calde a cupola potevano essere regolate alzando o abbassando dischi di bronzo situati sotto all'oculo... Le cupole erano particolarmente adatte per coprire il calidario delle terme, realizzato quindi a pianta circolare anche per facilitare l'uniforme riscaldamento dalle pareti ma il loro uso estensivo non principiò prima del I secolo..

Nel suo De re rustica, Varrone (116-27 a.C.) descrive una voliera (lat. aviarium) nella sua villa presso Cassino, la c.d. "Voliera di Varrone", sormontata da una cupola lignea decorata con effigi degli otto venti analoga alla coeva Torre dei Venti di Atene, da lui utilizzata come sala da pranzo (lat. cenatio). Si potrebbe trattare di una vera e propria unità architettonica tardo-repubblicana di sala da pranzo cupolata o "cenatio rotunda" di cui però non possediamo riscontro materiale. Le cupole in legno avrebbero consentito campate molto ampie ed il loro uso potrebbe aver ispirato sia l'introduzione massiva sia lo sviluppo delle grandi cupole litiche dell'edilizia monumentale romana. Forme di legno complesse erano necessarie per il centraggio e il supporto della cupola durante la costruzione e sembrano essere diventate più efficienti e standardizzate nel tempo.. Nel Mausoleo di Ummidia Quadratilla, datato tra il I secolo a.C. ed il I secolo, la struttura a croce greca è coronata da una cupola emisferica in grandi blocchi di pietra squadrata con quattro fori dotati di fusti che si estendevano diagonalmente fino alla superficie esterna.

Le cupole raggiunsero dimensioni monumentali con l'avvento dell'Impero romano. Sebbene non siano sopravvissute impronte della relativa cassaforma, si sono verificate deformazioni dall'ideale fino a 22 cm presso il cosiddetto "Tempio di Mercurio" a Baia suggerenti una centina di otto telai radiali, con connettori orizzontali di supporto.. L'edificio, in realtà la piscina (lat. natatio) del un frigidario di un balneum, risale alla Tarda Repubblica o al principato del primo Imperatore romano, Augusto (r. 27 a.C.-14 d.C.), facendone la prima cupola monumentale romana e la più antica realizzata in cemento.. Presenta cinque aperture (un oculo circolare e quattro lucernari quadrati) ed una campata di 21,5 m, cosa che la rende la cupola più grande conosciuta costruita prima di quella del Pantheon.

I secolo