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Dieser Dom ist der erste Kuppelbau der Frührenaissance, bleibt aber dennoch mit der gotischen Tradition verbunden. Die Kuppelschale bildet noch keine Halbkugel, wie es dem Idealplan der Renaissance entspräche, sondern ist einerseits in die Länge gezogen, andererseits auf achteckigem Grundriß aufgebaut und die Ecken am Außenbau sind durch aufsteigende Wölbungsrippen verstärkt. Im Gegensatz zum vertikal gegliederten Glockenturm, den Giotto entworfen hatte, auf dessen Turmbekrönung man später aber verzichtete, betonen alle Gliederungsmotive des Dom sein breites horizontales Lagern. Zum ersten Mal in der Geschichte erhebt sich hier eine Kuppel ohne Hilfe von Holzgerüsten zu der bisher nicht erreichten Höhe von 91m und zum ersten Mal hat die innere und äußere Schale der Kuppel die gleiche Wandstärke. Diese Kuppel wurde von Filippo Brunelleschi und Lorenzo Ghiberti 1418 geplant und ausgeführt. Der 20 Jahre später fertig gestellte achteckige Doppelschalenbau war sowohl in künstlerischer als auch in technischer Hinsicht völlig neuartig.
Die Form war ganz von der Konstruktion bestimmt, der Stil jedoch orientierte sich noch stark an der Gotik.
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