圓頂

圓頂又稱穹頂或穹窿頂，是一種常見建築結構，外型類似一個空心球體的上半部。圓頂的橫切面並不一定是完整圓球型，亦可以呈橢圓形。用各種材質製造的圓頂在建築學中有悠久的歷史，可以回溯到史前時期。

在古代近東的建築物和墳墓中，已經可以找到疊澀拱的身影。這是一種在兩根支撐柱上以磚石層層收進，直到中線合攏的半圓頂的拱，和圓頂已經相似。而大規模的製造真正圓頂的技術則出現在羅馬建築革命（英語：Roman Architectural Revolution）中^[1]。羅馬人利用圓頂來增加神廟和其他建築物，如萬神廟的內部空間。這個傳統在羅馬成為天主教中心後仍然有增無減，從拜占庭的宗教或世俗建築中可以看得出來。公元六世紀，隨着採用了革命性新技術三角穹頂的聖索菲亞大教堂（位於伊斯坦布爾）的出現，可以說圓頂建築達到了一個高潮。而隨着穆斯林對薩珊王朝和拜占庭帝國的軍事勝利，圓頂建築也開始成為穆斯林建築的特色之一。

在俄羅斯的教堂建築中，東正教從拜占庭式建築中汲取了圓頂技術後，則出現了使用多個圓頂的獨特傳統。俄羅斯建築的圓頂常常鍍金或採用明亮的色彩，並呈蔥頭形狀，稱為蔥頭圓頂^[2]，和方形攢尖頂一樣是俄羅斯宗教建築的特色。

文藝復興時期，西歐再次發現了圓頂建築，圓頂建築在18世紀早期的巴洛克時期到達了第二個高峰。不少19世紀的大型公共建築都採用了圓頂設計，以示對羅馬元老院的追思。民居則少用圓頂，圓頂只見於巴洛克世紀最豪華的宮殿和房屋。

許多穹頂（特別是文藝復興時期及巴洛克時期的建築穹頂）上，會再加一個小穹頂。這是中世紀時期的創造，不僅有利採光和通風，也為穹頂的裝飾增添了變化。

特徵

「真正的」拱門和疊澀拱門的比較：右邊的疊澀拱中每一塊磚石比下面的一塊平移了一點，而左邊的「真正的」拱中的每一塊磚石則是斜斜地搭在側下方的磚石上，並轉一個微小的角度，直到中間時轉為垂直。

穹頂可以視作拱的發展。將穹頂沿中心剖開，剖出的平面就是一個拱形。所以穹頂可以看成是一個拱繞着它的垂直中心軸旋轉一周而得到。因此穹頂像拱一樣有着很大的結構強度，可以不需藉助內部結構支撐而達到較大的空間跨度。疊澀拱是將兩面磚石層層向中心收攏而最後在中線交合的拱，它和所謂「真正的」拱的區別在於它的每一塊磚石都是平鋪的，是相對於它下面的一塊磚石朝中心平移了一點。而「真正的」拱或者說穹頂則是由角度不斷變得更加傾斜的磚石層逐漸向中心靠攏，而最后角度轉到90度的時候在中心最高點接合。

複合式穹頂（紅色）以及穹隅（黃色），穹隅形成的大球面支撐着穹頂。

取決於穹隅的使用，圓頂可分為兩類：簡單的和複合的。^[3]對於簡單的穹頂，穹隅是球面（即穹頂）的一部分。但是這類穹頂比較少見。^[4]對於更常見的複合式穹頂，穹隅大球面的一部分，而穹隅環繞的大球面之上是真正的穹頂或穹頂的鼓形座。^[3]

歷史

早期的原始圓頂

阿帕契族的維格沃姆。

早在史前時期，人類就懂得使用手邊的材料建造圓頂的居所。儘管無法知道最早的圓頂居屋源自何處，但在各地都已經發現了圓頂的房屋。

已知最早的圓頂房屋大概是用猛獁的長牙和骨骼製成的。這些房屋在1965年於烏克蘭的梅日里奇發現，大概可以追溯到15,000至20,000年前。^[5]

到了現代，仍有不少土著使用類似圓頂的居所的記載。北美洲土著民族會建造一種稱為「維格沃姆」的居屋，材料是皮革或禾草覆蓋樹枝或木棍。中美洲的俾格米人也會建造類似的小屋，只不過使用的材料是樹葉或礫石^[6]。而居於北極地區的因紐特人則用冰建造圓頂房屋：因紐特冰屋。

羅馬與拜占庭圓頂

吉奧凡奇·保羅·帕尼尼，羅馬萬神廟變成天主教堂之後。

羅馬人建造的圓頂有木質、石質、磚質、無鋼筋混凝土和陶質的。最著名的也是最大的羅馬式圓頂是羅馬的萬神廟。萬神廟建於2世紀，最初建造時的用途是神廟。圓頂是用無鋼筋混凝土建築在厚厚的圓環形圍牆之上。圓頂的頂端有一個圓形的開口，稱為圓頂的眼（拉丁語：oculus）。眼可以是陽光透進神廟內部，同時改善通風。從地面到眼的高度和環形圍牆的直徑是一樣的，都是43.3米。建成之後，萬神廟在接下來的一千年內都是世界上最大型的圓頂建築，也是迄今最大的無鋼筋混凝土製造的圓頂建築。^[7]

羅馬人也使用半圓頂的建築樣式，也就是一個圓頂從中心豎直對半切開後的形狀。這種樣式一般用在巴西利卡的開敞式談話廳（拉丁語：exedra）或壁龕之中。在近古時代，開敞式談話廳轉變為一種半圓形後殿，樣式視乎羅馬和拜占庭風格而有所不同。

民居中的羅馬式圓頂首見於羅馬皇帝尼祿的雄偉的金宮^[8]。金宮奢華昂貴的裝飾導致如此大的非議，以至於這些裝飾在尼祿去世後很快就被抹去，以便其它的公共建築如提圖斯浴場和羅馬鬥獸場的建築工程能夠進行。隨着天主教的興起和西羅馬帝國的衰亡，圓頂建築開始成為餘下的東羅馬帝國中的宗教或世俗建築的標誌性特色。而且圓頂更多地被應用在四方形的建築之上。

伊斯坦布爾，聖索菲亞大教堂

為了使得正方形或長方形的圍牆能夠支撐住底部為圓形的穹頂，新的建築技術出現了。一開始時，建築師們使用的是一種稱為突角拱的技術來解決問題。隨着三角穹頂的發明，建築師使用一個更大的圓頂的三角形部分來填充穹頂的圓形底部和四方形圍牆的空間。拜占庭式建築中最著名的聖索菲亞大教堂就是第一批使用這種技術的成果之一。在文藝復興時期和之後的巴洛克時期的教堂中，三角穹頂被大量使用。

在簡單的三角穹頂中，使用的是原來的圓頂的三角形部分來填充。但這種穹頂不多見。^[9]在更常見的複合式圓頂，如聖索菲亞大教堂中，三角穹頂是一個更大的圓頂的三角形部分。也就是說，將一個更大的圓頂水平截去上面的一段，然後再在四面根據圍牆的外形截去四個部分，剩下四個類三角形的結構。然後將它上接圓頂，下接圍牆。

聖索菲亞大教堂537年竣工時，成為世界最大的教堂，直到1520年塞維利亞主教座堂面世。在三角穹頂中所用的大圓頂直徑有31.24米寬，離地55.6米。與羅馬萬神廟的頂部不同，聖索菲亞大教堂的頂端是沒有眼的，而改為在圓頂的底端開出一環窗戶。除此之外，主圓頂的兩個對側還開有大小相似的半圓頂。

波斯、阿拉伯以及西歐的圓頂建築

從224年建造的阿爾達希宮的遺蹟中，可以看出薩珊帝國（今伊朗）對於穹頂的應用。薩珊建築繼承了早期美索不達米亞式的圓頂的風格^[10]

耶路撒冷的石制圓頂

520年，東哥德王國的皇帝狄奧多里克大帝在意大利的拉文納建造了狄奧多里克陵墓。這時離西羅馬帝國滅亡已經有44年了。陵墓採用的圓頂是從一塊三百噸的石塊直接雕刻而成。這在當時是很罕見的：大部分圓頂都是用磚石砌成。

耶路撒冷的圓頂清真寺約於685-691年建成，是最早的伊斯蘭建築。圓頂直徑約20米，外面用金覆蓋。

意大利威尼斯的聖馬可宗座聖殿內部

790年代，神聖羅馬帝國的開國皇帝查理大帝在他在亞琛的宮殿裡建造了帕拉丁禮拜堂（英語：Palatine Chapel, Aachen）。禮拜堂的建築風格明顯受到了拉文納的拜占庭式巴西利卡，聖維塔萊教堂的影響。在當時，這個八邊形的圓頂是阿爾卑斯山脈北邊的最大圓頂教堂。

意大利威尼斯的聖馬可宗座聖殿在建成後的數百年間不斷被修繕。現在的教堂是1063年修繕後的樣子，採用五個圓頂的正十字形平面構造。圓頂為拜占庭式風格，似乎模仿了君士坦丁堡的聖使徒教堂的風格。令人印象深刻的是圓頂內壁用鍍金馬賽克覆蓋，被稱為「金色教堂」（拉丁語：Chiesa d'Oro）。

俄羅斯圓頂建築

著名的華西里·柏拉仁諾教堂，位於莫斯科，建於公元1555至1561年。別具一格的洋蔥形圓頂是稍後的1680年建造的，充分顯示了俄羅斯式圓頂的特色。

俄羅斯教堂的特點是採用多圓頂，這是俄羅斯與其他東正教國家或天主教國家的不同之處。俄羅斯最早的基輔羅斯的基督教化後建造的東正教教堂就是多圓頂的。這些教堂中有13個圓頂的，也有25圓頂的。圓頂的數目有宗教意義，比如說13個圓頂代表了基督和十二使徒，而25圓頂還包括了舊約聖經中的十二先知。東正教教堂中最多的有33個圓頂，象徵着耶穌在世上度過的33個春秋^[2]。而俄羅斯東正教堂的圓頂要遠小於拜占庭式的圓頂。^[11]^[12]

莫斯科的聖母升天大教堂的蔥頭圓頂

早期的俄羅斯石質教堂還保留着拜占庭式的風格，但15世紀以後，蔥頭圓頂成為了傳統俄羅斯建築的常見形式。蔥頭圓頂是指圓頂的形狀不是嚴格的半球形，而是像一個洋蔥頭。如攢尖頂一樣，蔥頭圓頂一開始只是在木質圓頂中使用，到了很久以後才開始成為石質圓頂的樣式。^[13]圓頂的頂端會有一個巨大的十字架，這個風格古羅斯時期東正教教堂從拜占庭教堂借鑑的。^[2]

東正教中，圓頂意味着至高無上的蒼穹，它是象徵着幫助教徒接近上帝的階梯。俄羅斯人將圓頂想象為一團燃燒的火焰，因此俄羅斯式的圓頂常常鍍上金色或其它明快的顏色^[2]。19世紀中期以前，鍍金工藝一直使用水銀，易生危險。特別是在最大的圓頂建築──聖彼得堡的聖以撒大教堂中也有使用。19世紀中期，比較安全的電鍍鍍金法面世，首次使用在莫斯科的救世主大教堂的圓頂上。後者是世界上最高的東正教教堂。^[14]